Через край
Пластмассы в какой-то мере упруги. Но иногда подобные материалы теряют это свойство – либо неожиданно, либо постепенно. Если вы растянете резиноподобный материал слишком сильно, вы можете превысить уровень его упругости. Он будет и дальше растягиваться, но уже не вернется в изначальную форму.
Даже металлы отчасти упруги. Иначе езда на машине приводила бы к быстрой деформации ее корпуса, двигателя и всех соединений, которых в ней множество. Резиновые шины автомобиля и металлические амортизаторы поглощают много энергии, но вибрация по-прежнему остается для него серьезной проблемой – хоть и не фатальной. Стиральные машины не распадаются на куски, потому что большинство их металлических деталей микроскопически растягиваются и сжимаются, своей упругостью компенсируя действующие на устройство силы. Если слегка ударить по столу камертоном, он издаст звук «до» средней октавы, потому что его концы эластично вибрируют с так называемой резонансной частотой, которая составляет несколько сот колебаний в секунду. Но вы не можете воздействовать на металл слишком сильно и не вызвать его пластическую деформацию (долговременное изменение формы).
Сталь растягивается примерно в 200 000 меньше, чем резина, которую вы легко можете растянуть в несколько раз. Но в этом деле и резина – не чемпион. В соревновании на упругость ее побеждают гидрогели. Их можно растягивать в 20 раз. Если бы щеки джазового трубача-виртуоза Диззи Гиллеспи были сделаны из гидрогеля, то каждую он смог бы растянуть до размеров своего желудка. Но, возможно, и это не предел. В 1970 году профессор Джеймс Гордон в своей книге «Конструкции», одной из лучших книг о природных материалах, составил таблицу самых прочных и самых эластичных материалов. Среди последних первое место заняла «рубашка» эмбриона беременной саранчи, которая оказалась в 35 раз растяжимей резины.
Эластичные материалы теряют упругость при превышении пределов их гибкости или растяжимости и под влиянием времени. Со временем снижается упругость резинового жгута, пусть и не очень значительно. Попытайтесь поносить резинку на запястье два-три месяца, и вы всё увидите сами. Сначала она будет держаться на руке плотно, затем растянется и обвиснет, а в итоге порвется. Почему? Каждый раз, когда вы подтягиваете жгутик вверх или опускаете вниз, вы раздвигаете молекулы резины, не давая им возможность занять первоначальное положение. Если вы несколько раз потрете резину в ладонях и приложите ее к губам, то почувствуете, что она стала теплее. Это тепло представляет собой энергию, которую вы уже никогда в резину не вернете. Чтобы вызвать долговременную деформацию вулканизированной резины (той, что используется в автошинах и производится смешением каучука с серой), необходимо гораздо больше циклов воздействия и энергии, чем для того, чтобы деформировать, скажем, воздушный шарик или резинку на руке.
После нескольких сот подтягиваний и отпусканий резинки молекулы в ней уже не возвращаются в первоначальное положение. Она по-прежнему растягивается, но уже менее охотно принимает первоначальную форму. То же относится и к другим растяжимым материалам: от эластичных компонентов женского бюстгальтера до пружин кровати. Более того, этот принцип действует и в отношении вашей кожи. Многомиллиардный рынок средств от морщин у женщин основан на простом и неизбежном научном факте: все эластичные материалы, включая человеческую кожу, со временем свою эластичность теряют. С 10 до 70 лет кожа утрачивает примерно треть своей эластичности. Главным образом это происходит к возрасту 40 лет. Тому есть и механические причины (например, появляются морщины от смеха и проявлений других эмоций), но сильнее всего на кожу воздействует солнечный свет. Кожа на щеках теряет эластичность вдвое быстрее, чем на закрытых участках тела, скажем предплечьях.