Чи можна з каменю зробити шубу?
Можна - для дому. У що одягаємося ми? Тканина, хутро, шерсть, загалом, волокна. У них нам тепло і легко. У що ми одягаємо вдома? В цегла, бетон, метал і скло !? Холодно і ваговито. Нерви і м'язи теж складаються з волокон. І їх нам вистачає на століття. А вудка ламається кожен сезон. Що це за унікальний матеріал - волокна?
Це матеріали, довжина частки яких у багато разів більше діаметру. Перевага полягає в поєднанні властивостей твердого тіла і середовища з розвиненою поверхнею. Вони можуть бути як органічного, так і неорганічного походження. Всім відомі матеріали з бавовни, льону, пеньки, джуту.
Унікальним прикладом використання властивостей волокна природою є шуба білого ведмедя. За законами полювання шуба ведмедя має бути білою для маскування. За законами фізики - чорною, для максимального обігріву свого тіла. Як поєднати непоєднуване? Секрет шуби білого ведмедя полягає в тому, що вона складається з пустотілих волокон. Їх внутрішня поверхня шорстка. Видиме світло добре розсіюється нерівностями всередині волосків. Саме тому шуба ведмедя здається ока спостерігача білою. Під білим хутром шкіра має чорний колір і сприймає енергію сонячних променів, підведених до неї порожнистими волосками.
Волокна неорганічного походження отримують з азбесту і базальту. У цій сфері йде змагання між штучними волокнами, переважно речовинами органічної хімії, і волокнами мінеральними, тобто природного походження. На боці хімічних матеріалів - широкий асортимент продукції і великотоннажний характер виробництва. Їх вороги - хімічні небезпеки і ризики по всьому виробничому ланцюжку і для середовища, і для людини. Крім того, при пожежах частина потерпілих отримують травму не стільки опікового характеру, скільки від отруєння продуктами розкладання полімерних оздоблювальних матеріалів. Переваги кам'яної (базальтової) вати в тому, що вона витримує температури нагрівання до 700 градусів, при цьому не виділяючи небезпечних для людини продуктів розкладання.
Різноманітно і широко застосування асбестов в промисловості і в побуті, в якості ізоляційного термостійкого матеріалу. Але нещодавно було встановлено, що асбесотсодержащіе матеріали належать до канцерогенів фіброгенного дії, які запускають механізм утворення ракових пухлин. Тому постало питання про заміну тендітних азбест матеріалів на еластичні і безпечні матеріали на основі базальтового волокна.
Базальти - Різновид вулканічних порід. Незважаючи на те, що більша частина маси речовини земної кори знаходиться в кристалічному стані, у надрах планети і на поверхні Землі в ході вулканічних вивержень реалізуються високотемпературні процеси за участю аморфної виплавки природних алюмосилікатів. При охолодженні масивна частина лавового потоку відносно швидко кристалізується, а малі частки тверднуть в склоподібного стані. У процесі вулканічних вивержень утворюються, в тому числі, і аморфні волокна.
Відомі так звані «волосся Пеле», які знаходять на берегах лавових озер на Гавайських островах. Пеле - ім'я гавайської богині вогню. «Волосся Пеле» - це скляні нитки, довжиною до двох метрів. Вони утворюються при проходженні вулканічних газів крізь лавовий розплав. Цей процес подібний технологічними схемами отримання кам'яної (базальтової) вати. Вважається, що саме знахідки базальтової вати на Гаваях навели на думку про промислове отриманні волокон з гірських порід. Запаси базальтової сировини практично необмежені і становлять близько 30% площі зайнятої магматическими породами на Землі.
Яке ж місце займає кам'яне (базальтове) волокно серед матеріалів? За щільністю матеріалів можна судити про їх масі і про витрати, які виникають при будівництві будинків. Щільність кам'яної вати в 200 разів менше щільності сталі, в 60 разів - залізобетону, і в 45 разів - цегли. Таким чином, базальтоволоконних будинок можна побудувати вручну, без застосування підйомних механізмів. З вагона базальтової породи отримують 20 вагонів волокна.
Коефіцієнт теплопровідності вати з нього на два порядки менше, ніж у залізобетону, і на порядок, ніж у цегли. Застосування 1 м3 базальтової вати дає економію 1 т умовного палива на рік. Розвиток базальтоволоконних технологій актуально для Росії з її несподівано наступаючими зимами.
Базальтові волокна мають найвищий показник міцності на розтяг (2000 - 3000 МПа) і межа пружності, що перевищує значення меж пружності сталі і титанових сплавів, що дає можливість використовувати його замість спеціальних сталей в агресивних і абразивних середовищах. У контакті з агресивними середовищами базальтоволоконних матеріали використовуються без ремонту протягом 50 років. А вудка з безперервного базальтового волокна буде служити вічно. Теплоізоляція космічних човників робиться теж з матеріалу на основі силікатного волокна. Базальтоволоконних штапель можна використовувати для виготовлення неспаленої одягу і в якості основи композитів для корпусів автомобілів і малотоннажних судів.
Знайомство з матеріалами по базальтоволоконних тематиці привело мене до думки, що в давнину виробництво матеріалів в земній кисневої атмосфері пішло хибним - металевого шляху. У земній корі метали знаходяться в основному в оксидной формі. Шляхом відновлення, витрачаючи море енергії, людина виробляє чисті метали і з них предмети споживання. Хоча на початку своєї історії людина користувався кам'яними (оксидними) матеріалами. Скребок і сокира з кременю, пролежавши в землі тисячі років, придатний до використання. Металеві предмети на третину знищуються корозією в процесі експлуатації.
Чи не час повернутися в кам'яний вік? Одягнути будинку в кам'яну шерсть і ловити рибку кам'яними вудками.
