Шерсть – один из самых первых полимеров, которые человек стал использовать для изготовления одежды. И хотя по прочности она уступает большинству других естественных полимеров, а искусственные превосходят ее по легкости, химической устойчивости, огнестойкости, по гигиеническим и теплоизоляционным свойствам, шерсти нет равных. Вода с трудом впитывается в изделие из шерсти, капли скатываются по волокнам, почти не задерживаясь. Пары же воды поглощаются отлично: шерсть способна впитать в виде пара более 30% воды от собственного веса, то есть сто граммов шерсти могут поглотить более тридцати граммов воды, и шерсть при этом не станет влажной на ощупь. Это свойство вместе с хорошей воздухопроницаемостью и очень слабой теплопроводностью позволяет шерстяной одежде создавать вокруг тела человека тонкий вентилируемый слой свежего кондиционированного воздуха с устойчивой температурой и влажностью. Вот почему так хорошо носится шерстяное белье.
Замечательны и механические свойства шерсти. При растяжении шерстяное волокно может удлиниться на 60%, а когда его отпустят, возвратится к прежней длине. Любопытно, что прочность тонкого волокна обычно выше, чем толстого. Шерсть хорошо прядется — тонкие короткие волоски легко скручиваются в длинную нить.
Чем же объясняются удивительные свойства шерсти? Ответить на этот вопрос помогает электронный микроскоп. На снимке, сделанном с помощью растрового электронного микроскопа, видно, что овечья шерстинка покрыта, как черепицей, мелкими чешуйками. Свободными концами все чешуйки смотрят в одну сторону. На один миллиметр длины шерстинки таких чешуек приходится 40 — 80 штук. Толщина их — десятитысячные доли миллиметра, состоят они из плотного белкового вещества, похожего на вещество ногтей или рога. Плотная черепица из чешуек не пропускает в сердцевину волокна воду, а водяной пар проходит свободно и поглощается сердцевиной.
Чешуйки ответственны и за хорошие прядильные свойства шерсти. Если бы отдельные шерстинки были гладкими, из них нельзя было бы сплести нитку. Чешуйки, цепляясь за соседние волокна, образуют прочное сцепление. Специалисты говорят, что шерсть имеет свойство «сбиваться». Благодаря этому свойству из нее удается делать войлок, сукно — плотную ткань, у которой верхний слой «свалян», «сбит» в сплошную тонкую броню из переплетенных шерстинок.
Чешуйки придают шерсти и одно неприятное свойство — после стирки она садится. Происходит это потому, что в теплой воде шерстинки набухают и становятся чуть длиннее, а высыхая, сокращаются и сцепляются своими чешуйками плотнее, чем до стирки. Ткань становится короче. Сейчас есть способы избавиться от этого недостатка. Шерсть обрабатывают едкими химическими веществами, которые не проникают в глубь волокон, но слегка «обгрызают» острые торчащие концы чешуек.
Другой способ — пряжу пропитывают раствором синтетической смолы, которая покрывает каждую шерстинку тонкой гладкой пленкой.
Под чешуйками (см. схему)
лежит еще двухслойная белковая оболочка, а середина шерстинки сложена из так называемых корковых клеток. Это длинные и тонкие веретенца из ороговевшего белка. Между собой они скреплены клеем, тоже белковым, но скреплены не намертво, а так, что могут скользить. Когда шерсть растягивают, веретенца немного разъезжаются, а после снятия нагрузки возвращаются на свои места. Этим объясняется эластичность шерсти.
В электронный микроскоп также видно, что белковое веретено корковой клетки состоит из белковых нитей макрофибрилл (в переводе этот термин означает «толстые волокна»). Если усилить увеличение, становится видно, что каждая макрофибрилла состоит из нескольких микрофибрилл (тонкие волокна), соединенных тем же белковым клеем, а в микрофибрилле одиннадцать протофибрилл (первичных нитей). Каждая протофибрилла, как видно на схеме, сплетена из трех длинных молекул белка. Как видим, шерстинка устроена довольно сложно, она похожа на витой трос или многожильный кабель.
Так устроены тонкие, пуховые волокна, в основном и используемые для прядения. Более толстые волокна отличаются тем, что в их сердцевине проходит пустой канал. Именно из-за пустой сердцевины толстое шерстяное волокно может быть слабее на разрыв, чем тонкое.
Ю. ФРОЛОВ.
«Наука и жизнь»