БОРИС БУРДА: як урятувати слонів, створивши новий клас речовин?
Марія Примаченко. Захотів слоник бути моряком, 1973
УВАГА — ПИТАННЯ!
Нині слони настільки розмножилися, що у деяких країнах їх доводиться відстрілювати, аби від місцевої природи бодай щось залишилося. А в XIX столітті загроза зникнення слонів з лиця землі була цілком реальною. І врятували їх не політики, не мисливці, не екологи, а хіміки, котрі створили новий клас речовин. Запитання: який саме?
УВАГА — ПРАВИЛЬНА ВІДПОВІДЬ!
Целулоїд став першою пластмасою, отриманою людиною, тобто абсолютно новим класом речовин.
ІСТОРІЯ ПИТАННЯ. ПЕРШІ ЗНАРЯДДЯ
Можна довго сперечатися, що вперше взяла до рук для створення знаряддя праці первісна людина — камінь чи палицю. Сучасні його двоюрідні родичі, мавпи, досить активно використовують і те, й інше, причому постійно і цілком свідомо, як звичний інструмент.
Більше того, сучасні мавпи не лише можуть підняти з землі підходящий ціпок або камінь, але і, скажімо, обламати дрібні гілочки з великої сухої гілки, щоб випхати нею з труби апельсин, який було засунуто туди допитливим експериментатором. За Енгельсом, людина — тварина, що створює знаряддя праці. То що, такий шимпанзе, виходить, людина?
Нещодавно було страшно навіть подумати, що Енгельс, виявляється, міг помилятися, і не лише щодо антропології. Дещо кращим є інше визначення:
Людина — це тварина, що постійно створює знаряддя праці за допомогою інших знарядь
Цього справді мавпи не вміють. Шимпанзе з попереднього прикладу гілку обгризатиме, а каменем, що лежить поруч, відламувати її не стане.
А от первісні люди, щоби загострити один камінь, регулярно оббивали його іншим каменем. У місцях, де вони створювали свої знаряддя, такі камені й нині знаходять тисячами.
Оброблені гілки не знаходять, бо вони згнили. Однак мало хто зараз сумнівається, що першими двома класами речовин, які використовували люди, були мінерали та дерево.
БРОНЗОВА ДОБА
На питання «Яку ж нову речовину, що не існує в природі, люди створили вперше?» часто дають відповідь: «Обпалену глину!» Вона не розмокає та придатна для виготовлення кераміки. Але чи це новий клас речовин? Глина як глина, яка лише змінила властивості під дією вогню. Такий самий мінерал, як і кам’яне ручне рубало. Ось метали — це інша справа…
Приблизно 10 000 років тому метали справді стали новим класом речовин, який освоїла людина. Спочатку, очевидно, це були самородна мідь та золото — самородки не треба плавити, підіймай та використовуй. Потім мідь навчилися виплавляти з руди. А коли відкрили олово, то швидко придумали сплавляти його з міддю, отримуючи набагато твердішу бронзу.
То що, бронза — перший сплав, новий клас речовин? Не зовсім — усі метали, які видобували наші предки, містили багато домішок і були, власне кажучи, сплавами. А сплав — також метал. У відкритому трохи пізніше за бронзу залізі було досить багато нікелю та інших домішок. Спочатку залізо було лише метеоритним — невипадково шумери називали його «небесною міддю».
Прогрес часто стимулює усвідомлення того, що потрібна тобі річ із неба не впаде і доведеться зробити її самому. Саме так і сталося із залізом — метеоритного ні на що значуще не вистачало… Але три-чотири тисячі років тому хети, жителі сучасної Туреччини, навчилися виплавляти його з руди. Зберегти ж секрет такої корисної технології потай від інших народів було неможливо.
ШИРОКИЙ НАБІР
Таким чином, до античної ери склався основний набір матеріалів, які використовувало людство. Неорганічні матеріали — метали та мінерали. Металів було відомо не так багато — навіть у відносно пізнє середньовіччя алхіміки вважали, що їх лише сім. Мінералів, звісно, більше — від будматеріалів до коштовностей. Є навіть їстівні, на кшталт солі та води.
Органічні матеріали, що використовуються людьми, мабуть, були набагато різноманітнішими. Скільки у світі різних дерев, стільки й видів деревини. Бальзова деревина, наприклад, у 5–6 разів легша за воду, а деревина залізного дерева тоне у воді не гірше за цеглу. Як будівельний матеріал дерево нітрохи не менш популярне, ніж камінь, а в дечому його навіть перевершує — скажімо, краще тримає тепло.
Зовсім новий матеріал, що з’явився в Китаї на початку нашої ери, — папір — був набагато дешевшим за пергамент, доступнішим за папірус і технологічнішим за глину. Користь його величезна, але чи це новий клас речовин? Загалом, ні — це просто рослинні волокна, лише подрібнені, склеєні та спресовані. Тобто папір — лише різновид деревини, новий і корисний, але не більше того…
Багато корисних органічних матеріалів дав і тваринний світ: шкіру для одягу, вовну для виготовлення тканин, кістку для майже будь-чого, навіть для будівництва — у цілій низці місць знайдено залишки будівель з кісток і бивнів мамонта. Щоправда, в результаті шаленої популярності продуктів з мамонта, як найчастіше буває, мамонти скінчилися.
Мамонти зникли порівняно нещодавно, приблизно тоді, коли Єгиптом правив фараон Тутанхамон. Від них залишилося стільки найціннішої мамонтової кістки, що її й зараз у Якутії щорічно видобувають близько 100 тонн (це легальний видобуток, нелегальний, за приблизними оцінками, вдвічі більший). Але поки генетики не відродять мамонтів (експерименти вже проводяться), нової кістки в нас не буде.
ЗАМІСТЬ МАМОНТІВ
Отже, поки що з мамонтами справа така собі. А як щодо слонів? Адже вони — ті ж мамонти, тільки менші й теплолюбніші. Начебто й слонова кістка — не менш цінний матеріал? Так, людство використовує її з найдавніших часів. Одне із семи чудес світу, знаменита статуя Зевса в олімпійському святилищі, була створена Фідієм у хрісоелефантинній техніці, тобто із золота та слонової кістки.
Слонова кістка знайшла безліч неординарних застосувань і виявилася надто цінним предметом експорту. Скажімо, наприкінці минулого століття найбільшим експортером слонової кістки стала Японія — вважалося, що це найкращий і найпрестижніший матеріал для виготовлення особистої печатки. На них йшло понад половину імпорту бивнів, що сягав 250 тонн на рік.
Другу половину переважно витрачали на музику. Слонова кістка використовується у виготовленні цілої низки традиційних японських інструментів. Будь-які сучасні замінники виявляються набагато гіршими, оскільки потрібної якості не дають. Вивозити з Японії такі інструменти музиканти побоюються — можуть відібрати на митниці як контрабанду. Тому за кордоном справжню японську музику послухати нелегко.
Знадобилася слонова кістка і для європейської музики — вона добре вбирає піт, тому пальці на зроблених із неї клавішах не ковзають. У середині XIX століття майже 90% світового експорту слонової кістки припадало на два маленькі містечка в штаті Коннектикут. Тут із неї робили клавіші для роялів усього світу. Крім того, слонова кістка виявилася найкращим матеріалом для виготовлення більярдних куль.
У результаті норма прибутку на торгівлі слоновою кісткою вийшла на рівень 2000%, тобто не поступалася наркоторгівлі. Недарма слонову кістку почали називати «білим золотом». Через інтенсивне полювання середня довжина бивня, що видобувається, впала приблизно вдвічі: почав працювати природний відбір — слонів із довгими бивнями відстрілювали в першу чергу. Втім, слонів із короткими бивнями теж залишилося з комарів носок. І з цим треба було терміново щось робити.
ПЕРЕВІРЕНИЙ ЗАСІБ
Як урятувати слонів? Заборонити видобувати слонову кістку — тільки гірше буде: різко зросте злочинність та нелегальний видобуток. Ми з вами знаємо, до чого призводять такі заборони на прикладі «сухого закону». Отже, треба вигадати щось, чим можна слонову кістку замінити. Є простий засіб змусити винахідників краще думати — оголосити конкурс на пошук заміни слонової кістки. Раніше такий спосіб часто допомагав знайти потрібне рішення.
Американський винахідник Джон Уеслі Хайат вирішив перемогти у цьому конкурсі та знайти заміну слонової кістки для виробництва більярдних куль. У процесі пошуку він натрапив на новий матеріал, вигаданий англійцем Олександром Парксом. З властивою деяким винахідникам скромністю він назвав його на свою честь — паркезином. Його так і рекламували — як замінник слонової кістки.
Перші спроби застосування паркезину з максимальною користю для людства були не дуже — Паркс планував його використовувати для отримання тканин, що не промокають. Він навіть запатентував його саме з цією метою. На жаль, бізнесмен із Паркса був поганий. Винахідник непомірно витратився на розширення виробництва, коли ще й попиту особливого на його товар не було. В результаті він прогорів. Проте Хайат у матеріал повірив, і от на прилавках магазинів з’явилися перші більярдні кулі, виготовлені з паркезину.
Надалі виявилося, що з нього можна було робити не лише кулі, а й «комірці, що не вбиваються», і манжети, які не потрібно було прати — досить просто протерти гумкою. Дещо пізніше з паркезину почали робити також фото- та кіноплівку. А брат Хайата Джозайя придумав для нього комерційну назву целулоїд, оскільки його виготовляли з нітроцелюлози. То невже цей матеріал по суті був звичайним деревом?
УВАГА — ПРАВИЛЬНА ВІДПОВІДЬ!
Ні, целулоїд принципово відрізнявся від дерева — його молекули складалися з безлічі однакових елементів-мономерів, об’єднаних у дуже довгі ланцюжки. Целулоїд став першою пластмасою, отриманою людиною, тобто новим класом речовин.
СТРІМКЕ ЗРОСТАННЯ
Целулоїд одразу знайшов собі купу застосувань — з нього робили навіть прикраси. Став він і причиною виникнення нового виду спорту. Англійські аристократи видозмінили одну зі своїх традиційних розваг: замість кришок від коробок із сигарами вони почали використовувати ракетки, а замість пробок від шампанського — кульки з целулоїду. Саме так і народився пінг-понг.
Наприкінці XIX століття бельгієць Лео Хендрік Бакеланд, який перебрався в Америку, винайшов нову пластмасу, названу на його честь бакелітом. Вона була твердіша за целулоїд і не загорялася (звичку недоречно загорятися мала не тільки кіноплівка, а й целулоїдні більярдні кулі). Пам’ятні багатьом старі настільні телефони зазвичай робилися з бакеліту.
А у ХХ столітті пластмас вигадали стільки, що навряд чи вдасться знайти галузь промисловості, де б вони не використовувалися. Їх уже тисячі видів, і весь час люди вигадують нові — особливо міцні, прозорі, легкі, негорючі, недорогі, які завгодно… Озирніться прямо зараз довкола — чи є в полі вашого зору речі з пластмаси? Якщо ні, дуже здивуюся.
Як часто буває, надмірна любов людей до технологічних нововведень принесла не лише користь, а й проблеми. Пластмасове сміття дуже погано розпадається, зате накопичується — краще нема куди. Зараз є дані, що його маса в океані вже перевершила масу риб, які плавають у ньому. Сподіваюся, поки що це не так, але чи довго триватиме це «поки що»? Про те, що робити з пластмасовими відходами, треба думати вже зараз.
ЗАМІСТЬ ПІСЛЯМОВИ
Мавпи можуть багато чого — як з’ясовується, навіть говорити. Язиком говорити вони не дуже годящі, але пальці справляються з цим анітрохи не гірше. Мова глухонімих їм підвладна не менше, ніж нам, — деякі вивчили вже понад 2000 слів. А ви кажете, Енгельс…
Залізо згадується ще в «Іліаді», але скоріше як коштовність — зброя на той час була бронзовою. А називалося залізо у древніх греків «сидейрос», тобто «зоряний» — за єдиним джерелом, з якого його можна було отримати.
Слово «мамонт» має угро-фінське коріння і означає «земляний кріт». Бивні мамонта викликали в публіки неймовірне захоплення. Раніше гадали, що мамонти рили своїми бивнями підземні ходи та жили в цих норах. А на поверхню вони потрапляли лише після смерті.
У 2016 році в Кенії спалили 100 тонн слонової кістки — аби провчити браконьєрів, у яких цю кістку конфіскували. Боюся, що даремно — у браконьєрів, швидше за все, з’явиться більше стимулів відшкодувати збитки… Але слонів у світі справді побільшало: де-не-де навіть скаржаться, що вони надто розмножилися…
Герой знаменитого американського письменника Сінклера Льюїса мріє сховатися у вежі зі слонової кістки. При цьому він згоден навіть на те, щоб вона була целулоїдною. Англійською слонова кістка — «айворі», а целулоїд, як замінник слонової кістки, так і називали — айворін. Можна цілком погодитись і на заміну…
Замінити слонову кістку целулоїдом намагалися навіть у зубних протезах. Але цю ідею швидко залишили після того, як деякі з цих протезів почали спалахувати в роті їхніх власників. Заміна є заміна — треба було краще перевірити матеріал на безпеку перед застосуванням.