«Широко распростирает химия руки свои в дела человеческие… Куда ни посмотрим, куда ни оглянемся, везде обращаются перед очами нашими успехи ее прилежания».
Два столетия назад произнес эти слова отец русской науки — Михаил Васильевич Ломоносов. Он призывал ученых проникнуть во «внутренние чертоги» вещества и первый открыл двери этих «чертогов».
Теперь химики не только хорошо знают состав всех известных нам веществ, но умеют строить и изобретать новые вещества, так же, как конструктор создает новую машину или строитель — новое здание.
У химиков есть свои «кирпичи» — невидимые глазом молекулы, которые состоят из еще более мельчайших частиц — атомов.
Изменяя атомный состав молекул, химики создают новые молекулы и из них строят вещества, которых раньше не существовало.
Каменный уголь, который раньше шел только в топки печей, служит теперь для изготовления сотен различных, иной раз совершенно неожиданных вещей и предметов.
Дерево — один из самых древних строительных материалов, но никто лет шестьдесят тому назад не предполагал, что из него можно построить шелковое платье, сделать сахар.
Кусочек дерева в наши дни стал волшебным источником, из которого возникают самые разнообразные материальные блага.
Советская наука, поставленная на службу народу, творит чудеса.
О кусочке дерева и скрытых в нем сокровищах пойдет речь в этом очерке.
«Всякий высоко ценит деятельность Чай-луна: он изобрел производство бумаги, и слава его живет до сих пор», — так китайская летопись говорит об изобретении бумаги, которое относится еще к 105 году нашей эры.
«Бумага — орудие ученых, основа книг. Бумага… — сокровище учеников, фундамент человеческой дружбы. О, моя бумага, ты воистину величественное творение», — писал в XVI веке автор панегирика — похвалы бумаге.
Советский Союз — страна передовой культуры. Невиданными тиражами издаются у нас учебники, художественные и научные произведения, журналы и газеты. К бумаге привыкли. Она глубоко вошла в нашу жизнь, и редко кто вспомнит, перелистывая страницы, что бумага — это тоже превращенный «кусочек дерева».
Структура, строение ели, сосны и любого другого растения известна. Целлюлоза, или клетчатка, — вот тот «строительный материал», из которого — вместе с некоторыми другими веществами — состоит твердый остов, или «скелет» дерева и трав.
Молекула целлюлозы — сложное сооружение: в ней триста тысяч атомов. Природа «позаботилась» о том, чтобы это сложное сооружение было прочным. Прочность клетке целлюлозы придает лигнин («лигнум» по-латыни означает «дерево»). Но то, что необходимо дереву, совсем не нужно для бумаги. Если лигнин перейдет в бумагу, то она станет хрупкой, ломкой и быстро пожелтеет на солнце.
Поэтому одна из главных задач при изготовлении бумаги — удалить из древесины лигнин. Для этого предварительно превращенную в мелкую щепку древесину варят в котлах, прибавляя кислоты и щелочи, которые растворяют лигнин.
Когда хозяйка варит суп, она старательно удаляет накипь. Бывает «накипь» и при варке древесины: то затесался между ее волокнами едва заметный сучок, то кусочек дерева не проварился — всё это надо устранить вместе с раз личными примесями и водой. Обезвоженный бумажный «суп» становится похожим на кашицу. Ею наполняют ванны, в которых смонтированы барабаны с ножами. Кашица еще раз измельчается этими ножами. Для отделки в бумажную массу добавляют каолин, мел и другие вещества в зависимости от того, для чего предназначается бумага, будет ли она писчей или типографской.
Когда-то в котлы для варки бумаги клали не дерево, а тряпки; разотрут их в большой каменной ступе и черпают кашицу тонким ситом. Вода быстро стекала, а в форме оставались густо переплетенные волоконца. Застывая, масса принимала форму сита — листа. Для просушки листы укладывались на печь — и на этом производство бумаги заканчивалось.
В наши дни существуют сложные и «умные» бумагоделательные машины. Эти машины так велики, что каждая из них занимает целый цех, из одного конца которого не увидишь, что происходит в другом. Вместо сита здесь огромная сетка, заполняющаяся бумажной массой. Сетка всё время трясется, точно в лихорадке. Вода стекает, а волоконца перемешиваются и масса густеет.
Затем отжимают воду из пробегающей сырой бумажной массы, а «печь» без огня высушивает листы. Пробежит влажный лист между большими валами, которые изнутри прогреваются паром, — и станет сухим и гладким.