Атомы у нас дома. Удивительная наука за повседневными вещами

Дерево и корабли

Старые деревянные корабли ужасно скрипели и стонали, когда прыгали по волнам. Но это всегда был и знак того, что их корпус может сгибаться и растягиваться под ударами стихии. В XIX веке появились стальные корабли, и они не скрипели, как деревянные. Испуганные инженеры боялись, что эти суда окажутся менее податливыми и безопасными. Легко понять, почему они так переживали, если представить себе прыжок человека со стены. При приземлении немного согните колени и сгруппируйтесь – и вы сможете поглотить значительную часть энергии удара. Попробуйте «зафиксировать» и выпрямить при приземлении ноги – и вы запросто можете повредить себе спину. Деревянный корабль, «растягивающийся» на волнах, немного похож на подростка на скейтборде, который ловко сгибает колени, чтобы смягчить удары от неровностей на дороге.

Разламывались ли стальные корабли? Опасения инженеров оказались напрасными: сегодня металлические суда правят океаном. Но есть и проблемы. Как пишет известный историк флота Джордж Голдсмит-Картер, более жесткие стальные корабли «более склонны к инцидентам». Тяжело груженные, они прыгали по волнам, подвергая слишком сильной нагрузке мачты и опалубку, и в результате часто переворачивались[131]. Интересно, что деревянные суда оказывались более подходящими для плавания в арктических широтах в замерзающих льдах. Большая упругость деревянного корпуса позволяла легче высвобождаться из ледового «плена»[132]. Известный полярный исследователь Фритьоф Нансен намеренно построил свое экспедиционное судно «Фрам» из очень прочного железного дерева, нектандра. Это судно способно было зимовать во льдах, а затем продолжать свой путь при открытии воды[133].

Износ и выгорание

Изношенность – понятие растяжимое. Например, изношенными можно назвать туфли, подошвы которых разрушились от трения. Каждый раз, когда вы поскальзываетесь в них, вы стираете несколько слоев атомов, и в какой-то момент у вас ничего не остается. Изгибание кожаного верха туфель похоже на сгибание и разгибание скрепки для бумаги, хотя благодаря наличию коллагенов (протеинов) кожа более упруга и может выдержать тысячи сморщиваний, прежде чем разрушится. Разумеется, живая кожа животного еще эластичнее, но выделанная гораздо более долговечна, поскольку в процессе дубления из нее удаляется вода и создаются прочные взаимосвязи между молекулами протеина – вроде тех перекрестных связей, которые мы видим в вулканизированной резине[134]. Мы чистим обувь, чтобы смазать волокна коллагена и придать им эластичность и мягкость (разумеется, при этом мы не забываем и о блеске обуви, а также защите от влаги). Но к обуви мы еще вернемся в главе 18.

Выгорание