Одним из наиболее примечательных синтетических полимерных материалов следует считать капрон (или нейлон). Его история увлекательна и полна неожиданных поворотов. Это шелковистое волокно, обладающее водоотталкивающими свойствами, впервые удалось получить химикам одной из американских фирм в начале 1930-х гг. Таким образом, капрон оказался в числе самых первых синтетических веществ. Следует напомнить, что полимеры из этилена в то время получали с большими трудностями, а элементарный полиэтилен ценился на вес золота. Производство же капрона было сравнительно легким.
Промышленники верили в большое будущее новооткрытого вещества. Возник вопрос о том, какое название ему дать. Был объявлен конкурс, в ходе которого было предложено более 350 наименований, из которых специалистам по маркетингу, входящим в состав жюри, понравилось оригинальное и благозвучное слово «nylon», т. е. нейлон. Для этого названия характерны краткость, эффектность, приятная «скользкость», указывающая на свойства материала.
В русском языке за данным материалом почему-то закрепилось иное название — капрон. Немцы же предпочли именовать его дедероном. Однако оба названия являются производными от первоначального. Изготовители первого синтетического волокна ввели в употребление суффикс «-он» («-лон»), который в дальнейшем послужил для создания названий следующих поколений искусственных материалов полимерной природы.
Впоследствии появились ксилон, перлон, крепон, дакрон, а также поролон и многие другие. Все вещества, синтезированные по модели нейлона, получили в добавление к длинным химическим названиям промышленные и торговые наименования (марки), оканчивающиеся на стандартный суффикс «-он» или «-лон».
Перечислять возможности применения полимерных соединений можно бесконечно долго, тем более что химики и техники постоянно находят новые сферы применения этих веществ. Поэтому далее будут рассмотрены исключительно композиты в качестве наиболее интересных видов синтетических полимерных веществ.
Композиционные материалы представляют собой объединение из нескольких синтетических веществ, причем не все из них имеют полимерную природу. Ученые при создании этих веществ руководствовались тем, что металлические сплавы обладают более выгодными свойствами, чем чистые металлы. Например, использование чистого железа в большинстве случаев невыгодно. Зато сталь, особенно нержавеющая, применяется в промышленности невероятно широко. Если объединение металлов дает такие замечательные материалы, значит, можно попробовать получить смесь из полимеров.
Ожидания не обманули ученых. Полученные в результате такого смешения композиционные материалы (их называют еще композитными сплавами) обладали совершенно новыми качествами, добиться которых в случае с чистыми полимерами было невозможно. В композитах синтетические вещества улучшают и дополняют желаемые свойства друг друга. Наиболее распространены в наше время композиты, включающие синтетические упрочняющие волокна. Такие волокна, к которым относятся, например, стекловолокно и похожие вещества, повышают прочность материала. Волокна армируют композитную смесь.
Без волокон композит отличался бы гибкостью, пластичностью и податливостью. Это тоже положительные качества, но они не всегда могут оставаться таковыми. Армированные композиционные материалы конкурируют по прочности с металлом, обладая при этом неоспоримыми преимуществами перед любыми сплавами. Композиты поглощают шумы, гасят вибрации, обладают завидной прочностью и долговечностью, слабо изнашиваются.
Изделия из композитов, в отличие от металлической продукции, не намагничиваются, не поддаются коррозии, не нуждаются в смазке и прочих видах ухода. Главное преимущество композитов перед металлом — их легкость. Композитные детали намного снижают вес техники, в которой они используются. Разработки по созданию устройств и деталей из новых армированных композиционных материалов ведутся в течение последних 20 лет, начиная с конца 1970-х — начала 1980-х гг.
В связи с быстрыми темпами развития автомобилестроения одними из наиболее перспективных изделий из композитных сплавов становятся автомобильные колеса. Поэтому привлечение в эту сферу промышленности принципиально новых материалов представляется особенно заманчивым. Инновации касаются не только колес, однако здесь старания техников и химиков увенчались успехом, наиболее заметным для автомобилистов.
Дело в том, что композитные колеса, получаемые из сплава полиэстера и винилэстера, значительно облегчены (на 2 кг легче алюминиевых) и обладают лучшими ходовыми качествами при аналогичной прочности. Как известно, изобретение колеса состоялось свыше 6000 лет назад. Разумеется, вторично изобрести колесо нельзя. Зато вполне реально его усовершенствовать.
Завершая рассказ о полимерах и их роли в жизни человека, конечно же, нельзя не вспомнить о т. н. разовых изделиях, без которых невозможно себе представить современную жизнь. Достаточно напомнить, что легкость получения полимерных материалов, главным образом пластмасс, позволила сформироваться в 1960-х гг. новой экономической культуре — культуре разовых изделий.
Все началось с авторучек «Бик», после которых уже появились зажигалки, автоматические карандаши, фломастеры, пластиковая посуда, одноразовые шприцы и т. д. Основателем новой культуры потребления — мира товаров одноразового пользования — является предприниматель Марсель Бич. Он разработал концепцию товара, который исправно и качественно служит положенный срок, не причиняя неудобств и не угрожая безопасности человека, а затем выбрасывается.
Идея была великолепна, поскольку большинство людей предпочло пользоваться разовыми изделиями, вместо того чтобы тратить время и деньги на ремонт обычных товаров. Авторучки «Бик» впервые появились в 1957 г. Вся разовая культура базируется на полимерных материалах, т. к. товары-однодневки получают преимущественно из пластмасс.
Исследуется информация
Информация представляет собой одну из наиболее важных сторон жизни, она является главной характеристикой структурной сложности материи. Это определение, конечно же, нельзя назвать исчерпывающим, абсолютно точным. Поэтому для глубокого понимания природы этого явления необходимо его подробное рассмотрение.
Открытия информатики
Все физические тела, окружающие человека, сложены материей. Даже бесконечный космический вакуум представляет собой особую форму материи. Формами материи являются время, пространство, энергия, физические поля и излучения. Эти формы взаимодействуют одна с другой, превращаются друг в друга, образуют разнообразные комплексы, в которых протекают всяческие процессы.
Данные комплексы объектов и форм материи со всеми сопутствующими природными процессами названы системами. Оценить в полной мере работу любой системы можно посредством всего одной-единственной величины — сложности. Сложность описывает характер взаимодействий в системе, ее структуру, количество входящих объектов, количество энергии, если это требуется.
Системы могут быть разнообразны в зависимости от того, что конкретно мы рассматриваем. Существуют транспортные, экономические, аграрные, живые, технические и прочие системы. Одними из наиболее сложных можно назвать системы компьютерных сетей, телефонные сети и спутниковую связь. Эти системы имеют большее число пользователей. В них задействована ультрасовременная техника, которая объединена по особым правилам в сети, охватывающие половину земного шара.
Но если сравнить сложность мировой телефонной сети со сложностью головного мозга человека, то оказывается, что техника в этом смысле значительно уступает. Кора мозга включает в себя 17 млрд нервных клеток (нейронов), между которыми проведено свыше 1 трлн связей. Это позволяет мозгу выполнять операции, с которыми не справятся все сети мира. Таким образом, голова человека превосходит сложнейшие искусственные системы. К сожалению, этот потенциал не всегда разумно используется. Люди имеют привычку не задействовать до 90 % потенциала мозга.