Атомы у нас дома. Удивительная наука за повседневными вещами

Глава 9. Продавленные диваны, скрипящие полы

Из этой главы вы узнаете…

Что объединяет старое нижнее белье и крем против морщин.

Почему иногда стакан не разбивается, падая на пол.

Почему начищенные ботинки служат дольше.

Какие вещества может предложить вам наука, чтобы легче было делить шоколад на кусочки.

У известной певицы Джанет Джексон во время суперконцерта на Суперкубке в 2004 году в Хьюстоне произошел инцидент с одеждой, и публика секунду созерцала ее грудь. Этот случай стал темой миллионов заголовков, но в конце концов был признан «неувязкой с гардеробом». Нас окружают вещи и материалы, которые могут неожиданно подвести. Сколько мужчин по утрам скребут щетину безопасной бритвой, проклиная сам факт, что нержавеющая сталь может так затупляться? Сколько полов в мире заскрипело, затрещало или застонало с того момента, как вы начали читать это предложение? А может, вы сами сейчас вертитесь в кресле, удивляясь тому, что оно стало продавленным и не пружинистым (а ведь когда-то было таким удобным!). Все это указывает на то, что совершенных материалов не существует и даже прочные вещи из металла не могут служить вечно.

Но и это не все. Материалы часто подводят нас в самый неподходящий момент. Неожиданные прокол шины или несработавшие тормоза не обязательно доведут до беды, но, когда происходит разрыв обшивки фюзеляжа самолета, летящего на высоте 10 000 м, у его пассажиров мало шансов выжить. В начале 1950-х много шума было из-за семи катастроф первых пассажирских коммерческих реактивных самолетов Havilland Comet. В итоге выяснилось, что причиной стала излишняя напряженность металла вокруг окон кабины и салона. Легко представить себе, как кусок бумаги – тонкий слой высушенных древесных волокон – рвется в ваших руках на две части. Гораздо труднее определить, почему такие прочные материалы, как сталь, разрушаются неожиданно и безо всякой видимой причины или почему ваши любимые домашние шорты со смешными рисунками из мультика про Симпсонов через год обвисают и теряют приличный вид.

Мы уже знаем, как успешно работают многие окружающие нас дома материалы: дерево, стекло, клей. Но что становится причиной проколов?

Потеря эластичности

Я часто думаю, что мог бы прыгнуть с крыши небоскреба или с моста. Раскачиваясь на ходящей ходуном крыше, цепляясь за ограждение, почему бы не прыгнуть в неизведанное? Как ученый я убежден в теории упругости, и если бы я прыгнул, то будьте уверены: мою талию охватывал бы надежный пояс с прикрепленным к нему суперэластичным тросом. Упругость – материальное воплощение поворота времени вспять: будущее похоже на прошлое, в которое всегда можно вернуться.

Как появились эластичные материалы? У вас дома наверняка есть эластичные резинки, жгуты, ремешки для часов, клеящаяся пленка и т. п. Хотя по сути эластичных материалов не существует. Этим термином мы называем более-менее растягивающиеся материалы. В главе 1 мы заметили, что высочайшие здания мира раскачиваются с амплитудой до метра на самом верху. Так что даже такое неподходящее к определению «растягивающееся» сооружение, как небоскреб, по сути, обладает этим свойством (иначе оно упало бы). Если говорить точно, то упругие материалы являются эластомерами. Самый известный из них – каучуковая резина (причем это эластомер природный). Эластомеры – материалы, которые состоят из больших перевитых молекул. Когда вы их растягиваете, молекулы расходятся и выпрямляются, но сразу возвращаются в первоначальное состояние, как только вы прекращаете воздействовать на материал с силой.