Сцепление между гидроксилапатитом и слоями протеина имеет чрезвычайно сложнуюхимическую природу. Частично оно обеспечивается гидроксильными связями, ачастично – ионными (см. приложение I). Несомненно, существует очень тонкаянастройка величины этого сцепления, а следовательно, и характерараспространения трещины. Однако слабая органическая прослойка легко подверженагниению, которое резко ускоряется, когда очаг разложения, пройдя слой эмали,доходит до дентина. Но, вероятно, это разумный компромисс: если бы отсутствоваллегкоуязвимый органический слой, зубы не гнили бы с такой легкостью, но тогдаони были бы хрупкими и, наверное, ломались бы еще в молодомвозрасте.
Очень часто в живых организмах для управления величиной сцепления на границахиспользуется водородная связь в гидроксильной группе (-ОН). Такой способ,безусловно, удобен в случаях постоянной влажности окружающей среды. Поэтому,когда человек использует природные органические материалы в сухих условиях,возникают определенные трудности. Высушивание гидроксилов, то есть удалениеводной оболочки, окружающей каждую гидроксильную группу, ведет к усадкематериалов, таких, как древесины. Это может привести и к резкому охрупчиванию,так как прочность границ становится слишком большой. То же самое можетслучиться и со слоновой костью, строение которой очень напоминает структурузубов. В афинском Парфеноне была знаменитая статуя богини Афины из золотаи слоновой кости. В те времена под крышей Парфенона было, должно быть,очень жарко и, чтобы предохранить слоновую кость от охрупчивания и растрескивания,статуя была окружена неглубоким бассейном с водой, которая не только бросаласнизу отраженный свет на Афину, но и поддерживала достаточную влажностьвоздуха. Бассейн всегда был наполнен водой и сохранял статую в течениепочти восьми столетий. На полу Парфенона и сейчас можно видеть остаткикольцевой каемки бассейна, глубина которого была всего около пяти сантиметров.
Глава 5
Древесина и целлюлоза, или о деревянных кораблях и железных людях
Во время войны, когда мы работали над прочными пластиками, профессорЧарльз Гурни взял за правило декламировать мне чуть ли не каждый день стишок,смысл которого сводился к тому, что сделать пластик – не фокус, а вот создатьматериал, подобный дереву, под силу лишь всевышнему. Меня это несколькоугнетало, потому что древесина действительно лучше подходила для самолетов,чем те пластики, которые мы в то время умели делать. Даже и по сей деньимеются конструкции (например, гидропланы, определенного типа суда), длякоторых древесина остается наиболее подходящим материалом.
Древесина и другие формы целлюлозы с успехом применяются в технике.Но этого мало, целлюлоза в природе вообще имеет чрезвычайно широкое применение.Целлюлоза является конструкционным элементом всех растений. Именно прочностьи жесткость целлюлозы держат зеленую листву растения “лицом к солнцу”, безчего невозможен процесс фотосинтеза – отправной химической точки для всехформ жизни. На долю целлюлозы приходится в среднем около трети веса всейрастительности на Земле – практически эта цифра вне пределов точного учета.В целлюлозе заперта большая часть имеющегося на Земле углерода. В телахживотных целлюлоза встречается редко, хотя и обитает в океане небольшойкласс животных – оболочники, в основном состоящие из целлюлозы, внешнеони напоминают продолговатых медуз и, по-видимому, не имеют определеннойустойчивой формы. А вот в насекомых содержится полимерное вещество хитин,которое очень похоже на целлюлозу.
