Из чего всё сделано? Рассказы о веществе

Но тут есть одна загвоздка. Дело в том, что сделать такой трос чрезвычайно трудно. Если мы возьмём обычный стальной трос, то он разорвётся под действием собственного веса при длине всего лишь семьдесят километров. Как это происходит, вы можете убедиться сами, если скатаете из пластилина или теста длинную тонкую «нитку» и поднимете её за один конец над полом.

Так что сталь, да и другие металлы с полимерами, для этой цели не подходят. И тут за дело взялись химики. Из атомов углерода они «сложили» ещё одно удивительное вещество — углеродные нанотрубки. Они действительно похожи на трубки, но очень тонкие. Их диаметр примерно в десять тысяч раз меньше толщины вашего волоса, так что их, как и транзисторы, и фуллерен, невозможно разглядеть в обычный оптический микроскоп. Их можно вкладывать одну в другую, как матрёшки, или заполнять их внутренность атомами других элементов, как это делает мама, фаршируя перцы.

Но для нас с вами сейчас важно другое. Прочность углеродных нанотрубок в десять раз больше, чем у стали, а вес (плотность) — в шесть раз меньше. Если мы сплетём из них толстый канат, то получим почти идеальный материал для космического лифта.

Впрочем, до этого ещё далеко. Хотя, как знать? Одна американская компания уже сообщила об успешном испытании 400-метровой модели космического лифта и объявила о намерении начать доставку грузов на орбиту, включая космических туристов, в 2031 году. А до этого, возможно, построят лифт на самую высокую гору в мире — на Эверест.

А ещё за эти годы химики наверняка создадут ещё более прочный и лёгкий материал. Не хотите попробовать?

Главa 7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Все мы немного химики

Наше путешествие по миру, в котором мы живем и который сплошь состоит из вещества, подошло к концу. Мы с вами «подержали» в руках лишь маленькую часть веществ, что создала природа и гений исследователей и технологов, и совсем не поговорили о том, из чего сделаны продукты питания, мы сами и наши друзья на четырех ногах, с крыльями или с плавниками. На самом деле веществ миллионы, и никакой книги не хватит, чтобы рассказать обо всех. Но и так уже понятно, как прекрасен этот мир вещества и как потрясающе интересна химия, изучающая и создающая его.

Правда, химикам еще учиться и учиться у Природы. Пока что она непревзойденный создатель. В Природе грязи нет в том смысле, что все вещества, которые она производит, включены в гигантский круговорот веществ. А вот химические производства, созданные человеком, пока еще далеки от совершенства, хотя и становятся лучше год от года благодаря неустанным исследованиям и обновлению технологий. И все же отходы образуются, и частенько мы не знаем, что с ними делать или как их поймать.

Сделать химические технологии неотличимыми от природных, то есть безотходными, требующими мало энергии, воды и сырья, — это потрясающе интересная и гигантская задача, которую предстоит решать, возможно, вам, если вы выберите профессию химика. И она вовсе не фантастическая. Ведь природа, к счастью, продолжает потихоньку делиться своими секретами. И каждое такое открытие подталкивает ученых и технологов к новым, порой необычным, решениям.

Вот, к примеру, производство красителей. Оно довольно грязное и сложное, но необходимое — нужно красить волокна, ткани, пластмассу, потому что мы хотим ярких красок в повседневной жизни. Здесь еще одна проблема — многие красители не очень стойкие и выгорают на солнце. Вот почему бабушка частенько меняет занавески на окнах на даче: они выцветают и становятся блеклыми. А теперь давайте присмотримся к Природе — как она решает эту красочную проблему? Видимо, она пользуется какой-то особенной технологией, потому что фантастические краски на крыльях бабочек в коробках коллекционеров или Зоологическом музее совсем не выцветают.

Оказывается, настоящие красители Природа использует довольно редко. Чаще она манипулирует материалом, заставляя его играть разными красками. Поразительные переливчатые крылья бабочек и перья птиц — это результат особого устройства их поверхности. Они покрыты тончайшими слоями белков кератина (того самого, из которого сделаны наши волосы), которые чередуются со слоями воздуха. Сами по себе белки бесцветны, а их слои настолько тонкие, что прозрачны. Но солнечный свет так хитро отражается от разных слоев, что в результате на перьях и крыльях появляется насыщенный цвет, красный или синий, а то и радужные переливы. Нечто подобные мы видели в случае мыльных пузырей, но там эта красота нестабильна и преходяща, а слоистые структуры на поверхности крыльев и перьев переживают их обладателей. Эти структуры устроены по-разному, они могут быть сплошными или ажурными, с ячейками и перепонками, а бывает, что они сложены из чешуек по принципу черепицы. И во всех случаях мы будем видеть разные оттенки цвета, а поверхность будет матовой или глянцевой.