Марк Медовник - Жидкости

Это, конечно, проблема не только ядерной энергетики. Чуть ли не все крупные города мира построены на побережье, поскольку исторически торговля между странами требовала наличия портов. Но если уровень моря повысится в результате глобального изменения климата, действие цунами, ураганов и штормов сделает эти места — и их многочисленное население — еще более уязвимыми. Единственный способ защитить себя от этой угрозы — перебраться в более высокие места, а может быть, в воздух. Соблазнительная мысль, особенно если смотреть с моей позиции в самолете, где я в этот момент прихлебывал водичку и поглядывал вниз на громадный Атлантический океан. День был спокойный и ясный, и океан казался почти невинным.

Неожиданно раздался глухой удар, и самолет, как нам показалось, какую-то секунду падал, прежде чем выправиться и продолжить полет. Затем удар повторился, причем с такой силой, что вода выплеснулась из горлышка бутылки мне на колени.

«Мы проходим зону турбулентности, — объявил по громкой связи капитан авиалайнера. — Я включаю табло “Пристегните ремни” и прошу всех пассажиров вернуться на свои места. Мы возобновим нормальное обслуживание через несколько минут, когда выйдем в более спокойный воздух». Самолет вновь головокружительно рухнул вниз. Меня начало подташнивать, а за окном я увидел на мгновение, как дико вибрируют кончики самолетных крыльев.

Не важно, сколько раз я сталкивался с турбулентностью во время перелетов, — мне никогда, кажется, не удавалось подавить панику в мозге. Умом я понимал, что крылья не сломаются: мы летели на одном из самых высокотехнологичных пассажирских самолетов, которые производятся в мире; мне доводилось даже бывать на фабрике, где склеивают крылья, и видеть, как их механически испытывают. Однако мои паникующие нейроны упрямо игнорировали рациональную часть мозга. И я знаю, что я такой не один. За много лет я научился не рассказывать другим пассажирам о том, как склеивают самолеты; как правило, моих собеседников такие истории не успокаивают.

Многие жидкости обладают липкостью: если потрогать их пальцем, то они прилипают к нему. Вспомните масло, воду, мыло и мед. К счастью, есть вещи, к которым они прилипают лучше, чем к нам; именно поэтому полотенца выполняют свою функцию. Когда вы принимаете душ, вода ручейками стекает по телу, прилипая к вашей коже, вместо того чтобы отскакивать от нее; это позволяет ей следовать по изгибам вашей груди, живота и пятой точки, а не падать вертикально вниз под действием силы тяжести. Липкость возникает из-за низкого поверхностного натяжения между водой и вашей кожей. Когда же вода вступает в контакт с волокнами полотенца, они действуют как крохотные фитильки. Фитиль свечи всасывает наверх жидкий воск, а микрофитильки полотенца отсасывают воду с вашего тела. Кожа становится сухой, а полотенце мокрым. Липкость жидкостей, следовательно, не есть свойство, присущее им изначально; оно определяется их взаимодействием с различными веществами.

Но сам тот факт, что некое вещество липкое, не означает, что его можно использовать для склеивания самолета. Смочите палец, дотроньтесь им до какой-нибудь пылинки — и она прилипнет к пальцу и будет держаться на нем, пока вода не испарится. Вода теряет липкость, когда испаряется, — именно поэтому она не может быть клеем. Клеи — изначально жидкости, но со временем затвердевают, навсегда скрепляя предметы.

Это обработка материалов — процесс, с которым человечество имеет дело уже очень давно. Наши доисторические предки изготавливали пигменты, например измельченный древесный уголь или цветные минералы вроде охры, и использовали их для рисования картин на стенах пещер. Чтобы пигменты приставали к стенам, люди смешивали их с различными липкими субстанциями, например жиром, воском и яйцом. Так были изобретены краски. По сути это цветные клеи, и самые ранние из них были достаточно устойчивы, чтобы продержаться тысячи лет. Некоторые из древнейших дошедших до нас пещерных рисунков находятся в пещерах Ласко во Франции, возраст их оценивается примерно в 20 000 лет.

Племенные культуры давно используют разноцветные липкие субстанции как краски для лица — немаловажной части как священных ритуалов, так и войны. Сегодня эту традицию продолжает современная косметическая промышленность. Губная помада, например, делается из пигментов, смешанных с маслами и жирами, которые помогают красителю прилипать к губам. Получение клея, способного держаться на губах несколько часов, но при этом легко удаляться с них при необходимости, всегда стояло на повестке дня; то же можно сказать и о подводке для глаз, и о любом другом виде макияжа. Эта задача иллюстрирует одну из главных тем в разработке клея: отсоединение зачастую не менее важно, чем приклеивание. Но подробнее об этом мы поговорим позже — разобраться бы пока с приклеиванием. Если вы хотите соединить то, что должно обладать механической прочностью, например части топора, лодку, тем более самолет, вам нужно нечто понадежнее краски или губной помады.

Древний пещерный рисунок большерогого оленя из Ласко (Франция), сделанный древесным углем и охрой

Летом 1991 г. двое немецких туристов, путешествуя по итальянским Альпам, нашли мумифицированные останки мужчины. Этот человек, костям которого, как выяснилось, около 5000 лет, позже получил от ученых прозвище Эци. Его останки необычайно хорошо сохранились, поскольку с момента его смерти были заключены в лед вместе с его одеждой и вещами: на Эци надеты сплетенная из травы накидка, куртка, пояс, чулки, набедренная повязка и обувь вроде мокасин, всё кожаное. Все его инструменты сделаны весьма изобретательно, но если говорить о клее, то самым интересным оказался топор. Рукоятка сделана из тиса, лезвие — из меди, а соединены они кожаными полосками, залитыми березовым дегтем. Это смолистое вещество получается путем длительного нагревания березовой коры в горшке; в результате выходит черно-коричневая вязкая жижа, которая широко использовалась в качестве связующего вещества в позднем палеолите и мезолите. Она годится для изготовления тяжелых инструментов вроде топора, потому что при затвердевании становится прочной и твердой. Наши предки использовали ее для крепления к стрелам наконечников и перьев, изготовления кремневых ножей, ремонта гончарных изделий и строительства лодок. Сама жидкость в основном состоит из молекул семейства химических веществ, известных как фенолы.

Структурная формула 2-метокси-4-метилфенола, который входит в состав березового клея. Она представляет собой шестиугольник из атомов углерода и водорода, соединенный с гидроксильной группой — OH, отличительным признаком фенола