Как разрезать стекло обычными ножницами: секрет эффекта Ребиндера
Обычный человек, взяв в руки кухонные ножницы и кусок оконного стекла, вряд ли сможет сделать с этой парой что-то осмысленное. Стекло — материал хрупкий: вместо ровного реза он получит осколки и, скорее всего, порежется. Однако если опустить стекло в воду, фокус становится реальностью. Ножницы начинают не ломать, а аккуратно резать стекло, позволяя вырезать овалы, круги и прочие замысловатые фигуры. Этот трюк, известный ещё в XIX веке, долгое время оставался загадкой. Пока за неё не взялся советский учёный Пётр Ребиндер.
Тайна, которую объяснил Ребиндер
Способность разрезать стекло ножницами под водой была известна задолго до того, как получила научное объяснение. Мастера-стекольщики пользовались этим приёмом, но не могли внятно сказать, почему он работает. Всё изменилось в 1928 году, когда на международном съезде физиков молодой советский учёный Пётр Александрович Ребиндер представил своё открытие. В историю оно вошло как «эффект Ребиндера» — явление адсорбционного понижения прочности твёрдых тел.
Суть открытия оказалась проста и элегантна. Если твёрдое тело — будь то стекло, металл или керамика — привести в контакт с жидкой средой, его прочность на поверхности может снизиться на 50, а в отдельных случаях — до 80 процентов. Происходит это из-за того, что молекулы жидкости проникают в микротрещины и поры материала, ослабляя связи между его частицами. Когда к ослабленному таким образом материалу прикладывают механическое усилие — например, смыкают лезвия ножниц, — он разрушается не хаотично, а по заданной линии. При этом, если убрать жидкость, материал восстанавливает свои свойства.
То есть вода в этом опыте выступает не как смазка, а как активный разрушитель. Она проникает в мельчайшие трещинки на поверхности стекла, ослабляет его структуру, и ножницы фактически не режут, а откалывают стекло микроскопическими кусочками. Именно поэтому процесс идёт медленно — миллиметр за миллиметром.
Человек, переживший лженауку и тюрьму
Путь Петра Ребиндера к этому открытию был извилистым. Он родился в 1898 году в Петербурге, но с четырёх лет страдал от астмы, и сырой климат столицы был для него губителен. В восемь лет мать увезла его в Швейцарию, откуда они вернулись лишь в 1916-м. Ребиндер оказался блестящим самоучкой: он экстерном окончил механико-математический факультет Ростовского университета, а затем — химический факультет МГУ.
Открытие 1928 года принесло ему мировую известность. Однако на родине признание давалось с трудом. В 1932 году газета «Правда» вышла с разгромной статьёй, где работы Ребиндера называли бесполезными и даже вредными. Его институт обвиняли в бесславной истории, а самого учёного — в том, что его практические советы не работают. Тем не менее, благодаря заступничеству коллег, 1 февраля 1933 года Ребиндера избрали членом-корреспондентом АН СССР.
Но травля не прекратилась. В 1949 году его арестовали по подозрению в научном шпионаже. Однако тут вмешалась история: вспомнили, что в годы Великой Отечественной войны Ребиндер разработал рецептуру самовоспламеняющейся жидкости для борьбы с танками, создал морозостойкую смазку для бронетехники и составы, благодаря которым стёкла противогазов не запотевали на холоде. Его отпустили. А после войны эффект Ребиндера лёг в основу новой области знания — физико-химической механики.
Как это сделать самому
Техника резки стекла ножницами под водой настолько проста, что кажется невероятной. Нужно взять кусок стекла, погрузить его в воду — глубина не имеет значения — и начать резать обычными ножницами. Важно: резать нужно медленно, без резких движений, позволяя воде делать свою работу. Процесс идёт не за счёт остроты лезвий, а за счёт эффекта Ребиндера: вода ослабляет связи в стекле, а ножницы направляют разрушение. Человек, знакомый с этим приёмом, способен вырезать из стекла практически любую фигуру.
Сам Ребиндер, демонстрируя своё открытие, любил повторять: «Этот удивительный секрет — уменье стричь и резать стекло ножницами — давно известен, но только теперь он получил научное объяснение».
Сегодня эффект Ребиндера нашёл применение далеко за пределами фокусов со стеклом. Его используют при бурении горных пород, обработке металлов, в производстве керамики. Но для нас, обывателей, он остаётся прежде всего красивым трюком — напоминанием о том, что привычный мир полон чудес, которые просто ждут своего объяснения. И что за каждым таким чудом стоит человек, который не побоялся задать вопрос: «А почему это работает?»
