Путешествие Липучки: Земля-Космос-Земля

Путешествие Липучки: Земля-Космос-Земля
Современному человеку трудно представить свою жизнь без застежек-липучек. Это ведь так удобно и быстро – сунул ноги в кроссовки, соединил пару полосок, которые крепко-накрепко прилепились друг к другу, и всё! Можно идти в школу, бежать на прогулку, играть в футбол. Если бы не липучки, нам бы пришлось долго и старательно завязывать шнурки. Так и опоздать можно!
***
Если посмотреть по сторонам, то можно обнаружить ещё много вещей, в которых использованы липучки, наши незаметные, но незаменимые помощники: в одежде, обуви, рюкзаках и сумках, спортивном инвентаре, кошельках, ремешках для часов. И даже в игрушках! Может быть, тебе встречалась игра в дартс или в шарики – их бросают в мишень, к которой они «прилипают».
А ведь так было не всегда. Застёжки-липучки вошли в обиход примерно в середине прошлого века. И путь к нам был непростым и долгим.
Швейцарский инженер-электрик Жорж де Местраль часто гулял по лесу с собакой. Не раз, когда они возвращались домой, хозяину приходилось выпутывать и вычёсывать из густой собачьей шерсти репейник. Но однажды они забрели в настоящие заросли лопуха, и не только к шёрстке собаки, но и к одежде хозяина прицепились репьи. В этот день ему пришлось долго вычищать прилипчивые соцветия. И тогда Жорж де Местраль задумался, почему же они так прочно цепляются за одежду?
Он рассмотрел репей под микроскопом и выяснил, что тот покрыт чешуйками со множеством крошечных крючков, которые крепко цепляются за нитки ткани или за шерсть животных.
Для растения это надёжный способ переправить свои семена на большие расстояния от того места, где он растёт. Представить только, репей, незаметно прицепившийся к человеку может путешествовать с ним на любых видах транспорта - на машине, поезде, самолёте и корабле! Он может попасть в другую страну и на другой материк. И всё это благодаря своим крохотным, но очень цепким крючочкам.
Остроумное изобретение лопуха вдохновило инженера Жоржа де Местраля на создание застёжек-липучек: он попытается разработать подобную конструкцию. Инженер изготовил две полоски из хлопковой ткани: на одной были крючки, на другой – «паутина» из тонких волокон. Он упорно работал, подбирая наилучший способ, чтобы создать самое прочное соединение. Менял размер и материал крючков и петель, но ничего не получалось: они цеплялись друг за друга не так крепко, как хотелось бы. Да и ткань быстро рвалась и изнашивалась.
Жорж де Местраль понял, что ему не хватает специальных знаний о материалах. Он поехал на ткацкие фабрики, рассказывал о своей задумке с просьбой помочь ему найти подходящий материал и способ плетения крючков и петель. Но никто из текстильщиков не хотел браться за эту работу и да ещё и посмеивались над ним.
Наконец один из мастеров заинтересовался поставленной задачей и вызвался помочь де Местралю. Этот мастер отлично разбирался в видах ткани и способах их производства. Он помог инженеру разработать прочные крючки и мягкие петли, которые обеспечивали надёжное сцепление.
Они перепробовали много вариантов и наконец определили, что наилучшим материалом для изготовления липучек будет нейлон – искусственное волокно, которое изготавливается из нефтяного сырья. Нейлон лёгкий, прочный, долговечный, не впитывает воду. Где его можно увидеть? Из него сделана щетина зубной щётки. Нейлон часто используется в одежде, там, где нужна прочность, лёгкость и непререкаемость. Из него шьют куртки, плащи, лыжные костюмы. Это самый популярный материал для производства туристического и спортивного снаряжения: палаток, тентов, рюкзаков. А ещё из нейлона делают струны и леску.
Но для создания крючков самым главным было то, что этот материал обладает «памятью». После того, как нейлоновой нити придадут форму крючка, она способна «запоминать» – сохранять форму, в то время как большинство других материалов на это не способны. На исследования и эксперименты по по созданию первых нейлоновых застежек-липучек ушло больше десяти лет!
***
Изобретение, сделанное Жоржем де Мистралем относится к бионике – науке, которая изучает возможности применения природных «технологий» в жизни и деятельности человечества. Например, сонар – это гидролокатор, который использует звуковые волны для определения местоположения. Устройство этого полезного прибора подсказано строением дельфинов и летучих мышей, которые издают высокие звуки для навигации в воде или темноте. У летучих мышей многому можно научиться: они умеют применять ультразвук в режиме скрытности, их старение замедлено благодаря особому строению хромосом. Как видно по изобретению де Мистраля устройство растений тоже может подсказать ценные открытия. Так учёные изучают механизм действия липкой ловушки росянки и её умение отличить мух, которыми она питается, от мусора, который может попасть к ним в листочек.
И наука это совсем не нова. Ещё знаменитый художник и изобретатель Леонардо да Винчи (1452–1519) создавал летательные аппараты, в которых применял особенности строения птичьего крыла и перьев. В этой работе ему помогали наблюдения за полётом птиц.
Открытия повсюду, нужно только внимательно изучать и наблюдать явления природы, механизмы жизнедеятельности животных и растений и думать, как с их помощью решать человеческие проблемы.
***
Инженер запатентовал фиксирующую ленту, «липучку» и назвал её Велкро: Velcro, соединив французские слова «velour» (бархат) и «crochet» (крючок).
Но пока это были штучные экземпляры. В то время как текстиль «в виде петель» изготавливался достаточно легко, сделать ткани «в виде крючков» оказалось сложнее – он мог изготавливать их только вручную. Крючки нужно было плести как петлю, а потом срезать под определённым углом. И это оказалось очень сложной задачей. Массовое производство оставалось изобретателю не по плечу. Для того, чтобы выпускать фиксирующие ленты на продажу в больших количествах, требовалось ещё сконструировать станок.
Де Местраль старательно искал решение и как-то раз обратил внимание на парикмахерские ножницы, которые идеально подходили, чтобы сделать нужный срез и превратить петлю в крючок. Как только он это придумал, смог сделать специальный станок для изготовления петель и крючков. Наконец-то массовое производство было запущено – усовершенствованные ткацкие станки производили застёжеки-липучки в больших количествах. Но на это ушло почти двадцать лет после его первой идеи.
Нам странно слышать, что представленная в 1960 году застёжка-липучка Велкро не сразу добилась успеха — ведь её преимущества современному человеку очевидны. А тогда люди думали: «Что это за штука? Зачем она мне нужна?» Производители одежды тоже не оценили её и отказывались использовать: «Да это интересно, но бесполезно. У нас же уже есть пуговицы и застёжки-молнии». В качестве рекламы в Нью-Йорке даже провели модный показ: вся одежда крепилась на разноцветных липучках. Это была сенсация. Журналисты писали, что теперь можно забыть про пуговицы. Но для публики это было совсем новым явлением, и людям было сложно понять, как липучкой пользоваться.
Но это было только начало пути. Липучку ждал стремительный взлёт, причём прямо в космос! В шестидесятых годах прошлого века, когда началось активное исследование космоса, агентство НАСА (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США) искало способ крепить различные предметы к обшивке ракеты во время движения по орбите. И открыло для себя систему застёжек Велкро. Наконец-то изобретение Жоржа де Местраля из ненужной диковины превратилось в символ освоения космоса.
В 1961 году застежки-липучки отправляются в космос в программе «Аполлон». Они применяются для крепления теплозащитных экранов, ботинок и инструментов к скафандрам, для ремешков для часов, хранения дыхательных аппаратов, фиксации трубок для кормления внутри скафандра, специального и фотооборудования в космических аппаратах.
Теперь надевать и снимать громоздкие скафандры стало легче – застёжки велкро быстро, легко и надежно застёгивались на космонавтах. Когда производители детской и спортивной одежды узнали об этом, он быстро поняли возможности этого замечательного изобретения. Вскоре компания продавала в год более 54600 км фиксирующей ленты велкро, что намного больше длины экватора Земли (40075 км).
А ещё застёжки-липучки могут похвастаться тем, что немногим более полвека назад (в 1969 году) вместе с американскими космонавтами впервые побывали на Луне. Липучки сыграли важнейшую роль в этом историческом событии.
В дальнейшем космическое агентство США не раз обращалось к компании Велкро для разработки и производства разных видов застежек-липучек. Инженеры и космонавты не всегда могли предусмотреть все проблемы, которые могли встретиться на орбите, внутри космического аппарата и снаружи. Но застёжки всегда справлялись с решением многих задач в условиях невесомости и тесноты. Они были лёгкими, надежными и простыми в использовании.
Почти все предметы на космическом корабле «Аполлон-11» были оснащены застежками, которые позволяли астронавтам закреплять, не давая им «уплыть» в условиях невесомости, инструменты, письменные принадлежности и упаковки с едой. Они покрывали 910 квадратных метров внутренней и внешней поверхности командного и лунного модулей «Аполлона-11», что сравнимо с площадью поля для мини-футбола.
Использовавшиеся в космических полетах застёжки-липучки были приспособлены к температурным и гравитационным условиям открытого космоса, были легкими и гибкими, что позволяло астронавтам в условиях невесомости закреплять нужные предметы не только внутри космических модулей, но и снаружи.
Космонавты из разных стран высоко оценили надежность и универсальность липучек. Они даже придумали игру: как ещё можно применить липучку в космическом корабле. Кто-то додумался закрепить липучку внутри шлема, чтобы чесать нос во время пребывания в открытом космосе. Другие космонавты сделали набор для игры в дартс со стрелками, у которых наконечниками была не иглы, а липучки.
Из Космоса застежки-липучки вернулись на Землю и стали заменять шнурки, пуговицы, кнопки на обуви, перчатках и куртках. Они стали очень популярными. Это было круто!
Из области детской и спортивной одежды застёжки-липучки вырвались в область высокой моды: легендарный французской модельер Пьер Карден очень полюбил векро и часто использовал в своем творчестве. Когда публика увидела этот материал на подиуме, изобретение Жоржа де Местраля официально стало хитом и стало использоваться во многих видах одежды и обуви, не только в спортивной и детской.
Изобретатель Жорж де Местраль уже умер, но его изобретение не только живёт, а ещё и активно совершенствуется, развивается и позволяет человечеству решать всё больше задач в разных областях жизни.
Обычно липучка изготавливается из нейлона, но её можно делать и из других материалов, таких как пластик, нержавеющая сталь или серебро. Всё это придаёт велкро уникальные возможности – например огнестойкость или бактерицидные свойства.
Пластиковые липучки используются в подгузниках. Это повысило безопасность, надёжность и удобство их использования, подгузники не сползают и не сваливаются. Теперь мы знаем, что общего у младенца и космонавта. Ответ: застёжки-липучки.
Может быть вы видели у бабушки манжеты для измерения артериального давления - там тоже есть застёжка-липучка.
Наверное, единственные, кому не подойдут такие застёжки, это охотники и разведчики. Почему? Потому что они расстёгиваются с громким треском, что помешает затаиться.
Для космической программы разработан высокотемпературный крючок и петля из особой стойкой к жару нержавеющей стали. Из огнестойких крючков и петель делают огнестойкие ленты-липучки, которые применяют там, где высокие температуры или может случится пожар: например на заводах, где плавят металл, на химических и нефтегазовых заводах, в спецодежде пожарных.
Однажды липучка из серебра помогла удержать человеческое сердце во время первой операции на искусственном сердце.
Застежки велкро используются для крепления обивки автомобильных сидений. Что ускорило работу по сборке автомобиля, улучшило конструкцию сидений и их безопасность А кроме того, спасло рабочих от царапин проволокой во время сборки.
Глядя на то, как прекрасно космонавты справляются с беспорядком в невесомости, изобретатели придумали самоклеющуюся ленту для поддержания порядка на Земле. Она помогает связывать провода, чтобы они не болтались как паутина. Этот способ помогает строителям и бережёт время и силы рабочих Такие же ленты-застёжки используют на складах и при перевозках, чтобы коробки и мешки не рассыпались.
Не так давно были разработаны застёжки, устойчивые к температурам до 800°C. Это очень высокая температура, при которой многие металлы плавятся и раскаляются добела. Эту температуру можно сравнить с нагревом до состояния, близкого к плавке стали, сжиганию большинства органических материалов, плавлению известняка и даже к температуре поверхности Солнца в его более холодных областях. Такие липучки применяются в спецодежде и для крепления оборудования при воздействии химикатов или экстремальных температурах.
***
Компания Velcro продолжает идти по следу своего основателя Жоржа де Мортеля, наблюдая за природой и применяя её находки в промышленных целях. Например, ведутся исследования, как использовать особенности цепких лапок геккона. Они могут легко перемещаться по вертикальной поверхности и даже висеть вниз головой. Зубы акулы вдохновляют изобретателей на создание самозатачивающихся конструкций, например оборудования для стоматологов, медицинских и промышленных инструментов. А состав зубов можно скопировать для создания новые особо прочных и эластичных материалов.
***
Изобретатель липучки Жорж де Местраль тоже не останавливался на изобретении застёжки-липучки. Наблюдая, с каким трудом его мать чистит спаржу обычной овощечисткой, он решил ей помочь. Инженер преработал конструкцию овощечистки: отрезал несколько лезвий, переставил их, изменил угол наклона и расстояние между ними. Усовершенствованная овощечистка для спаржи оказалась такой удобной, что её запустили в производство. Это изобретение, может быть, не было таким популярным как застёжка-липучка, но оно тоже рльзовалось большим успехом.
За свою жизнь Жорж де Местраль подал 18 патентов. Среди них – устройство для письма в темноте, прибор для измерения влажности, модель виноградных кольев, предназначенная для путешествий и отелей зубная щётка со встроенной зубной пастой. Но в первую очередь Жоржа де Местраля будут помнить в связи с придуманными им застежками-липучками похожими на соцветия репейника, которые сначала раздражали его, а потом добрались до Луны.
***
Кстати, самый первый патент на изобретение он получил, когда ему было 12 лет. Это был патент на конструкцию модели игрушечного самолёта, сделанного из ткани.

Идеи для мастер-класса:
1. Придумать применение липучки у себя дома: в ванной, на кухне, в спальне.
2. Придумать как можно использовать липучку в одежде: в походе, в спорте
3. Создать игрушку или игру с липучкой
4. Оглянитесь по сторонам, прогуляйтесь по парку, сходите в зоопарк, посмотрите фильмы и передачи о природе – какие ещё находки из жизни растений, насекомых, птиц и животных можно применить в жизни.
5. Собрать несколько соцветий репейника и испытать их цепкость на разных тканях. Как можно использовать репей, если под рукой нет велкро?
6. Соорудить настенный органайзер с применением ленты велкро.