Марк Медовник - Из чего это сделано? Удивительные материалы, из которых построена современная цивилизация
Металлические чашки в то время тоже болтались на кухне. По всей видимости, раньше они были частью походного набора и оказались на кухне только потому, что у молодоженов было нечем их заменить. Но для чаепития металл лишь немногим лучше дерева. Каждый день мы кладем в рот металлические столовые приборы, предпочитая металл другим материалам из-за его твердости и прочности, благодаря которой ложки и вилки тонкие и гладкие и при этом не гнутся и не ломаются. Что самое главное, по их блеску и гладкости можно безошибочно определить, насколько хорошо их помыли после того, как они побывали у кого-то во рту. Но металл слишком хорошо проводит тепло, чтобы использовать его для горячих напитков. Еще он издает громкий лязг – звук, который не очень-то гармонирует с изысканным вкусом и ароматом чая.
Когда родились мы с братьями, в хозяйстве прибавилось несколько пластиковых чашек. Как и большинство предметов, сделанных специально для детей, они разноцветные и очень прочные, что отлично подходит к тем напиткам, которые в них наливают, – фруктовым, более сладким, чем чай. Вообще-то ощущения от мягкого пластика во рту – тепло, комфорт и безопасность. Такие чашки выглядят забавно и мило, в них словно отражается само детство. Логично, если бы пластиковые стаканчики для сока, повзрослев, превращались в крепкие, твердые и изящные чайные чашки из керамики. Но, к сожалению, они умирают еще в юности – ультрафиолетовые лучи разрушают их изнутри. Каждый пикник стоит пластиковому стаканчику нескольких лет жизни. В конце концов они желтеют, становятся хрупкими, а затем разваливаются на части.
А вот фарфор невосприимчив к ультрафиолетовым лучам и воздействию химикатов. Кроме того, он, как никакой другой материал, не боится царапин. Масла, жиры и большинство красок просто отскакивают от него. Танины, содержащиеся в чае, и некоторые другие вещества все же прилипают к чашке, но их легко отчистить кислотой или отбеливателем. В результате фарфор долго выглядит как новый. На самом деле, если бы не трещина от кромки до ручки да не темный таниновый налет, эта фарфоровая чашка выглядела бы практически так же, как и пятьдесят лет назад. Не много найдется вещей, о которых можно сказать то же самое. Казалось бы, экономнее пить чай из бумажных стаканчиков, ведь бумага относится к перерабатываемым ресурсам. Однако необходимость воскового покрытия для защиты от влаги убивает это преимущество. Посмотрите на фарфор – вот где реальная экономия.
Если даже оставить в стороне практические соображения, общество клеймит позором любой материал для изготовления чайных чашек, кроме фарфора, будь то бумага, пластик, металл или еще что-то другое. Чаепитие означает гораздо большее, чем поглощение жидкости. Это социальный ритуал и торжество неких идеалов. Фарфоровые чашки – необходимая деталь этого ритуала, и, следовательно, должны присутствовать в любом цивилизованном доме.
История о том, как фарфор достиг столь высокого статуса, восходит к далеким временам, когда еще не было ни бумаги, ни пластика, ни стекла, ни даже металла. Когда-то кусок найденной на берегу реки глины уронили в костер и подметили, что там она изменилась до неузнаваемости. Глина не просто высохла, произошло что-то еще, из-за чего она превратилась в новый твердый и прочный материал, почти неотличимый от камня. Из него можно было делать сосуды для сбора и хранения зерна и воды, без которых земледелие и оседлая жизнь едва ли были возможны, равно как и цивилизация в том виде, в каком мы знаем ее сегодня. Примерно через десять тысяч лет эти сосуды стали тем, что мы называем горшками, а незатейливая керамика этого типа – «гончарными изделиями».
И все же эта первая керамика не во всем походила на камень. Она была хрупкой, ломкой, тусклой и пористой (на микроуровне поверхность ее была сплошь в дырах). Терракота и фаянс – современные родственники древней керамики. Они привлекают простотой изготовления, однако ужасно непрочны. Не раз бывало, что я ставил в духовку терракотовое блюдо (обычно я покупал их в отпуске), чтобы приготовить запеканку, а через час обнаруживал, что оно треснуло и подтекает. Казалось бы, духовка – самое безопасное место для керамики, ведь ее и делают в печи, однако терракота часто разрушается именно в духовке. Причина в том, что жидкость попадает в поры, расширяется при нагревании и превращается в пар. Из-за этого внутри поры образуются микротрещины, которые в конце концов соединяются, подобно речным притокам, и выходят на поверхность, что означает конец не только посуде, но зачастую и самому кушанью.
В отличие от металлов, пластика или стекла, керамику нельзя расплавить и вновь отлить в форме. Вернее, у нас просто нет такого материала, который смог бы выдержать температуру, необходимую, чтобы удержать подобную жидкость – расплавленную глину. Керамика создана из той же материи, что и горы, скалы и камни, которые в жидком состоянии – в виде лавы и магмы – заполняют недра Земли. Однако даже если бы лаву можно было извлечь и залить в форму, она никогда бы не стала прочной керамикой – по крайней мере, мы бы ее не узнали и чашка из нее бы не вышла. Вулканическая порода, пористая, с массой дефектов – вот что получилось бы. Так называемые магматические породы формируются миллионы лет в земной коре в условиях постоянного жара и высокого давления. Создание искусственного аналога подразумевает либо химическую реакцию (как в случае с цементом и бетоном), либо, как в гончарном деле, нагревание глины в печи, но не чтобы расплавить ее, а, наоборот, чтобы использовать преимущества весьма необычного свойства кристаллов.
Глина – это смесь стертых в пыль минералов и воды. Подобно песку, минеральная пыль является результатом разрушительного воздействия ветра и воды на горную породу, фактически это крошечные кристаллики. Глина часто откладывается в руслах рек: минералы, смытые дождями со склонов гор, оседают на дне в виде мягкой густой массы. Типы глины различаются в зависимости от минерального состава. Кристаллы терракоты, например, состоят из смеси кварца, глинозема (оксида алюминия) и оксида железа, который придает ей кирпичный цвет.
При нагревании первым делом испаряется жидкость – остается подобие песчаного замка из миниатюрных кристалликов с дырками на месте воды. Но при высокой температуре происходит нечто особенное: атомы перепрыгивают на соседний кристалл и обратно. Впрочем, не все возвращаются в исходную позицию, и постепенно между кристаллами выстраиваются своеобразные мостики из атомов. Когда количество таких мостиков достигает нескольких миллиардов, скопление кристаллов принимает вид единой сплошной массы.
Происходит это по той же причине, по которой два химических вещества вступают в реакцию: хотя электроны каждого атома внутри кристалликов образуют устойчивую химическую связь с соседями – они, так сказать, заняты, – однако по краям и на поверхности кристалла имеются незанятые «бесхозные» электроны, у которых нет пары, – своего рода свободные концы. По этой причине атомы кристалла стремятся занять положение внутри, а не снаружи. Можно и по-другому сказать: атомы, которые оказались на поверхности, непостоянны, свободны и склонны к перемене мест, едва им представится такая возможность.
Во время обжига керамики масса мелких кристаллов преобразуется в физически однородный материал
В холодных кристаллах у атомов, как правило, не хватает энергии сменить позицию. Однако при достаточно высокой температуре они способны к передвижению и начинают перегруппировку таким образом, чтобы как можно меньше атомов оказалось на поверхности кристалла; вследствие этого сама поверхность уменьшается. Они меняют форму кристалла, стягивая пустоты, чтобы плотнее прижаться друг к другу и сэкономить место. Медленно, но верно скопление крошечных кристаллов становится единой массой. Это не чудо, но это чудесно.
Все это, разумеется, лишь теория, однако химический состав некоторых видов глин значительно облегчает этот процесс. Преимущество терракотовой глины заключается в том, что ее легко добыть, а процессы трансформации происходят при относительно низких температурах – например, при температуре горения в обычном костре или простой дровяной печи. Это означает, что для создания терракотовых изделий требуется совсем немного технических познаний и умений. Целые города и поселки построены из этого материала – обычный кирпич, по сути, является терракотой. Однако терракотовая керамика страдает серьезным недостатком: она никогда не избавится от дырок и не станет по-настоящему плотной. Кирпичам это не вредит, им достаточно обладать средней крепостью – ведь с того момента, как их скрепляют бетоном, они не подвергаются ни резким температурным перепадам, ни сильным ударам. Однако для чашек или мисок с тонкими стенками это катастрофа, поскольку от них ждут выносливости перед любыми кухонными невзгодами. Но однажды их терпению приходит предел: слабый удар – и поры дают трещины, которые неумолимо растут.
