Книга Атомы у нас дома. Удивительная наука за повседневными вещами - Крис Вудфорд

Мы всегда представляем себе воду как вещество, которое в зависимости от температуры может принимать твердую, жидкую или газообразную форму. Жидкая вода превращается в лед (когда замерзает) или в пар (когда кипит). Но она может испаряться и независимо от температуры. Оставьте миску с водой на открытом воздухе – и вода рано или поздно испарится, будь там тепло или нет. Поэтому ее можно убрать из мокрых вещей и в холодные дни. Только это занимает больше времени, и задействованы уже другие процессы. Когда вы кипятите воду в кастрюле и производите пар, вы используете постоянный приток энергии, чтобы «выбить» наиболее активные молекулы из воды и перевести их в пар. Здесь процесс испарения происходит под действием тепла. Когда вы сушите белье на холоде, вы используете силу ветра, который «выдувает» молекулы воды из ткани. Так что при такой сушке необходим постоянный приток сухого воздуха.

Слово «сухой» здесь очень важно, потому что еще одним фактором, определяющим, насколько быстро ваши вещи освободятся от воды (если освободятся от нее вообще), является влажность воздуха (уровень водяных испарений в окружающей среде). В тропическом лесу нет смысла вывешивать мокрые вещи на просушку. В жаркий и влажный летний день белье будет сохнуть дольше, чем в сухой. Вода с большим трудом будет покидать одежду и перемещаться во влажную атмосферу. Зато в сухую погоду при низкой влажности вы с успехом сможете высушить свое белье даже при низкой температуре. Там, где я живу, часты восточные ветры, которые дуют со стороны моря (и, по иронии судьбы, приносят низкую влажность). В такие дни, даже посреди зимы, можно высушить вещи на три четверти на открытом воздухе всего за несколько часов. Низкая влажность воздуха гораздо важнее, чем тепло[289].

К более чистому будущему?

Стирка и сушка белья требуют больших затрат времени и энергии. «Мокрая чистка» (стирка) обычно очень эффективна, но она перестает представляться таковой, если взглянуть на процесс комплексно. Может, было бы лучше чистить одежду без воды? Возможно ли это? Вполне! Изобретение синтетических волокон в середине XX века значительно упростило стирку, и можно обоснованно надеяться, что текстильное производство будет совершенствоваться и дальше.

Немногих из нас прельщает перспектива облачаться в нейлон с ног до головы, даже если такую одежду можно стирать одним движением. Но должны быть технологии, которые намного улучшат ткани. Сегодня нанотехнологии уже используются для того, чтобы покрывать текстильные волокна специальными грязеотталкивающими составами, которые предотвращают прилипание пыли и грязи. Вещи из таких тканей нужно стирать, но грязь удаляется с них легче. А одежда из тканей, которые быстрее высыхают? Или вообще сохнут мгновенно? Или одежда, которую можно было бы стирать порошком вроде сухих дезодорантов, которые легко стряхнуть с нее вместе с грязью? Компания Xeros разработала стиральную машину, в барабане которой находятся тысячи маленьких пластиковых шариков. С их помощью в процессе стирки потребление воды снижается на 72 %, энергии – на 47 %, а стирального порошка – вдвое[290]. Это та наука, которая определит будущее технологии стирки и чистки одежды.

Что в бутылке?

Химия и кулинария имеют много общего. Но если хороший рецепт заставляет вас глотать слюнки, то его химический эквивалент – состав какого-либо моющего средства – может заставить почесать голову или даже охнуть от беспокойства. Забудьте яйца и муку, масло и щепотку соли. На сцене появляются ионные и анионные поверхностно-активные вещества, вещества для связывания ионов кальция, энзимы, растворители, усилители цвета, отбеливатели, цветные добавки и ароматические вещества (отдушки). Что они делают в моющих средствах и почему нам нужны эти вещества?

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) – главная сила в борьбе с грязью в составе моющих средств и стиральных порошков. В бутылке стирального вещества таких ПАВ обычно несколько. Вещества для связывания ионов кальция (они заменяются ионами щелочи) облегчают задачу поверхностно-активным веществам, смягчая воду. Энзимы – химические ускорители (катализаторы) процессов, которые помогают воде и стиральному веществу атаковать три разновидности естественной грязи. Они бывают трех видов: протеазы, которые борются с белковыми пятнами; липазы, которые работают против жиров и сальных пятен; и амилазы, которые удаляют крахмал. В стиральных порошках важную роль играют отбеливатели, а также усилители яркости цветов. Отбеливатели – сложные химические вещества, которые, как всегда подчеркивалось в маркетинговых кампаниях 1970-х и 1980-х, придают вашему белью голубовато-белый цвет. Хитрость здесь в том, что эти вещества, подобно фосфору во флуоресцентных лампах, превращают ультрафиолет солнечного света в свет видимый. Так что ваша белоснежная рубашка начинает отражать больше видимого света, чем на нее падает.

А что с другими ингредиентами? Современные стиральные средства чрезвычайно концентрированы и содержат очень мало воды. Так что им нужны растворители, чтобы оставаться в жидкой форме. Поэтому в каждой емкости со стиральным составом обязательно есть один-два растворителя, которые обеспечивают равномерное распределение других компонентов и предотвращают загустение смеси. Цветные добавки и отдушки стирке не помогают, но маркетологи все равно считают их очень важными. Красители придают унылому химическому стиральному веществу, похожему на обойный клей, привлекательный розовато-лиловый или бирюзовый цвет. А отдушки убеждают нас в тот момент, когда мы открываем машину после стирки, что мы сделали правильный выбор.

Стиральные и моющие вещества приносят много пользы одежде. Но не нашей планете. Практически каждый компонент стирального порошка или жидкости имеет хорошо изученный недостаток с точки зрения экологии. Например, поверхностно-активные вещества могут наносить большой вред аквакультуре (фауне)[291]; фосфаты (которые часто используются в связывающих ионы кальция веществах) снижают содержание кислорода в водоемах, заставляя задыхаться обитающих там животных; растворители ядовиты и для людей, и для водного мира. Стиральные порошки и жидкости нарушают работу эндокринной системы обитателей рек и водоемов: из-за них до 80 % рыб в реках меняют пол[292]. Если учесть, что водный мир составляет часть гораздо более широкой экосистемы, в которую входят насекомые, птицы и человек, можно сделать вывод о том, что проблема загрязненных рек и морей на них не заканчивается: она обязательно рано или поздно затронет всех нас.