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.

---

Брат заблокировал меня в туалете, в котором теперь воняло, как в канализационной трубе, и принялся через узкую щель совать мне вантуз, швабру и тряпки. На тщательную уборку ушло, должно быть, несколько часов, которые показались мне днями. С тех самых пор меня всерьез интересуют альтернативные технологии подтирания задницы. В XXI веке мы, несомненно, покончим с туалетной бумагой и найдем новое решение этой насущнейшей из проблем.

Бумажные пакеты

Примеряя дорогую одежду, я всегда испытываю волнение особого рода. Костюм кажется чужим и на вид, и на ощупь. Как бы ни улыбались и одобрительно ни кивали продавцы, я никогда не бываю до конца уверен, стоит ли его покупать. Впрочем, соглашаясь на покупку, я получаю кое-что в награду, и это мне никогда не надоедает.

Сначала пакет появляется в плоском сложенном виде, но потом его бумажное дно и сложенные гармошкой стенки расправляются с великолепным громовым треском. И вот уже он красуется на прилавке, словно бабочка, только что сбросившая кокон, – элегантный, безупречный, изящный. Теперь, когда одежда бережно уложена в это спецхранилище и готова к отправке домой, я внезапно понимаю, что поступил правильно.

Такая бумага являет собой полную противоположность туалетной: стильный изысканный материал – легкий, жесткий и прочный. Впрочем, его прочность иллюзорна. Целлюлозные волокна, из которых состоит бумажный пакет, больше не склеены лигнином, как в те времена, когда они были частью дерева. Хотя водородные связи между волокнами, образованные на стадии высыхания, придают бумаге некоторую прочность, их приходится усиливать синтетическими клеящими веществами. Но и тогда это слабый материал, почти не сопротивляющийся действию воды. Подмоченные волокна теряют водородные связи, и бумажный пакет быстро приходит в негодность.

Однако прелесть бумажных пакетов, быть может, именно в их недолговечности. Дорогой одежде из легкой, деликатной ткани в самый раз путешествовать в хрупком бумажном пакете. Кроме того, у бумаги высокий культурный статус – она как-то связана в нашем сознании с искусным ремеслом, с тонким ручным трудом. Как и одежда, сшитая по индивидуальному заказу. Что касается бумаги, то это опять-таки иллюзия. Бумага является продуктом высокоразвитого промышленного производства, к тому же весьма затратного для окружающей среды. Известно, что в бумажный пакет вложено больше энергии, чем в пластиковый. Итак, бумажные пакеты – это наша слабость, наш каприз, потакание нашим желаниям, они созданы, чтобы усилить наш триумф. Когда вы приходите домой с покупками, они возвещают о победе громким шорохом и стуком о дверные косяки, и пока вы с трудом прокладываете себе путь по коридору, эти звуки наполняют вас радостным волнением и гордостью.

Глянец

То, какова бумага на вид и на ощупь, чрезвычайно важно, в этом секрет ее незаменимости. Достаточно изменить поверхностный слой, и грубый холст превращается в официальный бланк, состаренная бумага – в глянцевую. Без учета этих эстетических соображений нельзя построить успешный издательский бизнес.

Трансформация бумаги – предмет активных научных разработок. Доказано, что гладкость, блеск и вес бумаги сильно влияют на продажи определенного типа журналов, но вот жесткость, точнее легкость, с которой бумага образует сгиб, почему-то недооценивают. А ведь мятая бумага производит впечатление дешевой; в то же время слишком жесткая кажется чересчур важной, самодовольной. Жесткость контролируется добавлением мелкодисперсного порошка каолина или карбоната кальция. Благодаря добавкам бумага хуже впитывает влагу и чернила высыхают на ее поверхности, не проникая в глубь волокон; а еще от них зависит белизна бумаги. Эти порошки и связующие их с целлюлозными волокнами вещества образуют так называемую составную (композитную) матрицу. (Другой известный пример композитного материала – бетон, также состоящий из двух компонентов: цемента, который является матрицей или связующим веществом, и щебеночного наполнителя для придания жесткости.) Матрица определяет вес, прочность и жесткость бумаги.

Но не все так просто. Оказывается, чтобы произвести на нас впечатление, популярные глянцевые журналы должны быть одновременно жесткими и легкими, а такое сочетание превращает бумагу в режущий инструмент. Страницы настолько тонкие, что их края подобны лезвию бритвы. В большинстве случаев она гнется, но не режется. Однако если провести пальцами по срезу под определенным углом, можно пораниться. Эти порезы от бумаги чрезвычайно болезненны по не вполне понятным причинам. Возможно, это оттого, что на подушечках пальцев расположено много нервных окончаний, поэтому в них мы острее, чем в какой-либо иной части тела, чувствуем боль. Разумеется, игра стоит свеч. Наверное, именно так думают миллионы людей, еженедельно покупающих глянцевые журналы.

Билеты

Билет до Бхубанешвара, куда я отправился во время моего путешествия по Индии в 1989 году с Эммой Вестлейк и Джеки Хит

Если увеличить толщину листа до некоторого предела, он утратит гибкость. В конце концов он станет жестким настолько, что в вертикальном положении не согнется под собственным весом. В этом состоянии бумага принимает на себя новые культурные роли. Одна из них – разрешение на поездку. Автобусные, железнодорожные и авиабилеты по всему миру делаются из толстой бумаги под названием картон.

Все средства передвижения, придуманные человеком, обладают жесткой конструкцией. Возможно, отчасти и по этой причине жесткий картон стал символом путешествия. Сгибающийся автомобиль не только необычен, но и не сможет выполнять своего предназначения: если шасси недостаточно жесткое, то высокие нагрузки разрушат трансмиссию. Точно так же, если поезд слишком сильно изогнется на повороте, то сойдет с рельсов, а если крылья самолета слишком прогнутся под собственным весом, то перестанут обеспечивать подъемную силу. Поэтому конструирование поездов, самолетов и автомобилей требует чуть ли не фетишистской любви к жесткости.

Помимо жесткости, высокая плотность и прочность картона наделяет билет некой властью. В конце концов, билет – это что-то вроде временного паспорта, предоставляющего право проезда. В наши дни билеты проверяются как людьми, так и машинами, поэтому важно, чтобы билет был достаточно прочным и жестким – не гнулся и не мялся, когда его вертят в руках, суют в карманы и бумажники.

В мире путешествий царят жесткие и прочные машины, и картон отражает эти их свойства. Забавно, что чем легче и послушнее в управлении наземный транспорт и самолеты, тем тоньше билеты. Возможно, они вскоре и вовсе исчезнут, став частью нашей электронно-цифровой действительности.

Банкноты

Деньги наиболее соблазнительны в виде бумаги. Одно из самых больших удовольствий в жизни – ввести пин-код и получить из щели банкомата чудесные хрустящие купюры. При условии, что их достаточно, они служат пропуском везде и всюду, и такая свобода опьяняет. Изготовление этих бумажных листочков требует особых ухищрений, ведь они символизируют наше доверие ко всей экономической системе.

«Денежная» бумага обладает сложной защитой от подделок. Прежде всего, ее делают не из древесной целлюлозы, как обычно, а из хлопка. Поэтому банкнотам не страшны ни дождь, ни стирка в машине. Кроме прочности, хлопок придает бумаге еще одно замечательное свойство – характерный хрустящий звук.

Хруст бумажных денег чрезвычайно трудно подделать, используя древесное сырье. Именно особую структуру хлопковой бумаги распознают банкоматы и счетчики купюр. Люди тоже умеют распознавать подлинность денег на ощупь. Если она вызывает сомнения, то определить присутствие хлопка можно с помощью простого химического теста, как это делают во многих магазинах. Если провести йодовым фломастером по целлюлозной бумаге, йод вступает в реакцию с крахмалом, и на бумаге проступает черный пигмент. Хлопковая бумага не содержит крахмала, поэтому йод не оставит на ней никаких следов. Такие нехитрые способы позволяют магазину выявить фальшивки, состряпанные на цветном ксероксе.

Есть у бумажных денег и еще один секрет – водяные знаки: вдавленный в бумагу рисунок или орнамент, который можно увидеть только на просвет. Вопреки названию, это не водяной и не чернильный след. Благодаря легкому изменению плотности хлопка разные участки банкноты выглядят светлее или темнее, и получается орнамент или, например, как на банкнотах Великобритании, изображение головы монарха.

Бумажные деньги – исчезающий вид. В наши дни больше востребованы их электронные аналоги, и лишь малая часть расчетов осуществляется за наличные. Это, как правило, совсем небольшие суммы, и здесь электронные деньги скоро тоже заменят бумажные.