Всем привет! Много веков тому назад инки придумали хитрые доспехи, способные изгибаться от ударов острых копий и булав, защищая воинов от самых яростных атак. А изготавливали столь прочные доспехи вовсе не из железа или стали, а из материала, кажущегося слишком мягким для таких целей — хлопка. Плотно связанные несколько слоёв хлопка могли рассеивать энергию удара по довольно большой площади, защищая воинов и не ограничивая их мобильность. Эти на вид противоречащие друг другу свойства: сила и гибкость, мягкость и прочность кроются в сложной природе практически невидимых волокон хлопка.
Эти волокна начинают формироваться глубоко внутри цветка хлопчатника, на поверхности его семян. На одном семени образуется более 16 000 волокон, раздуваясь на его поверхности, как миниатюрные шарики с водой. Волокно хлопка, вне зависимости от размера, состоит из всего лишь одной клетки. Стенка клетки имеет множество слоёв. В течение нескольких дней стороны первого слоя, называемого первичной стенкой, застывают, отчего дальнейший рост клетки происходит в одном направлении и и, как следствие, волокно вытягивается. Рост происходит довольно быстро, в течение примерно 16 дней.
Затем начинается следующий этап — увеличивается толщина стенки клетки. Это происходит за счёт выработки углеводов, а именно — целлюлозы. На данной стадии целлюлоза составляет 34% стенки клетки, но её содержание стремительно возрастает. В результате нового роста стенки клетки продолжают утолщаться, этот процесс идёт вразрез росту существующей стенки. Утолщённая стенка становится неэластичной, что ограничивает её дальнейший рост. Это означает, что если стенки волокон слишком рано изменятся, они будут короткими, и в итоге жёстким и слабым.
Но если утолщение начнётся слишком поздно, то стенки окажутся недостаточно прочными, а волокна будут слишком слабыми, чтобы создать ткань. В оптимальных условиях: если выращивать при правильной температуре, достаточно поливать, удобрять, бороться с вредителями, и давать достаточно света, волокно хлопка может вырастать до 3,6 сантиметров в длину и всего до 25 микрометров в ширину. Длинные, тонкие волокна лучше скручиваются вокруг друг друга, нежели короткие и толстые волокна, поэтому из длинных тонких получаются прочные нити, которые лучше держат ткань.
Хлопок с такими свойствами имеет самое широкое применение: от мягких тканей до долларовых банкнот, на 75% состоящих из хлопка. Следующий важный этап в росте волокон хлопка начинается по мере утолщения вторичной стенки, в которой в огромном количестве откладывается целлюлоза, формируя второй слой. Уровень содержания целлюлозы доходит до 90% от веса волокна. Чем больше начинает откладываться целлюлозы, тем плотнее становится второй слой, что определяет окончательную прочность волокон. Данный этап необходим для формирования долговечности материала таких изделий, как, скажем, футболка.
Способность одежды выдерживать годы стирки и использования во многом зависит от плотности вторичной стенки волокна. Однако на мягкость ткани сильно влияет длина волокна, которая формируется при изменении первичной стенки. Наконец, спустя почти 50 дней, волокно полностью созревает. Внутренняя часть клетки отмирает, остаётся только целлюлоза. Высохший коробочек хлопчатника вокруг волокон раскрывается, и наружу появляются несколько тысяч волокон, похожих на вату. Видимые нам нити волокон тоньше человеческого волоса, — это всё, что осталось от тех плотных высохших стенок целлюлозы.
Десятки тысяч волокон, скрученных в нить, вскоре станут чем угодно — от тканей до фильтров для кофе, от подгузников до рыболовных сетей. А с помощью современной науки хлопок, возможно, станет мягче, крепче и эластичнее, чем прежде, ведь учёные работают над оптимизацией его роста, подбирая необходимые питательные вещества, климатические условия и улучшая сорта.
Оригинал статьи находится на нашем сайте - Fataktika.com
