Защо не можете да носите буркан с фъстъчено масло в самолета и други илюзорни течности

Следва извадка от Течни правила: Приятните и опасни вещества, които текат през живота ни от Марк Миодовник.

Фъстъчено масло, мед, сос песто, паста за зъби и, което е най-болезнено, бутилка едномалцово уиски - това са само част от течностите, които конфискувах при охраната на летището. Неизбежно губя сюжета в такива ситуации. Казвам неща като „Искам да видя твоя ръководител“ или „Фъстъченото масло не е течност“, въпреки че знам, че е така. Фъстъченото масло тече и приема формата на контейнера си - това е, което правят течностите - и така фъстъченото масло е едно. Въпреки това просто ме вбесява, че в един свят, пълен с „умни“ технологии, сигурността на летището все още не може да направи разликата между течен спрей и течен експлозив.

Купете книгата

Течни правила: Приятните и опасни вещества, които текат през живота ни

Въпреки че внасянето на повече от 3,4 унции течност през охраната е забранено от 2006 г., нашата технология за откриване не се е подобрила много през това време. Рентгеновите машини могат да видят през багажа ви, за да открият предмети. По-специално те предупреждават охраната за подозрителни форми: разграничаване на пистолети от сешоари и ножове от химикалки. Но течностите нямат форма. Те просто приемат формата на всичко, което ги съдържа. Технологията за сканиране на летището може също да открие плътност и редица химически елементи. Но тук отново се натъкват на проблеми. Молекулярният състав на експлозивния нитроглицерин, например, е подобен на този на фъстъченото масло. И двете са направени от въглерод, водород, азот и кислород – и въпреки това едното е течен експлозив, докато другото е просто, добре, вкусно. Има огромен брой опасни токсини, отрови, белина и патогени, които са невероятно трудни за разграничаване от по-безобидните течности по бърз и надежден начин. И именно този аргумент, който съм чувал от много охранители (и техните ръководители), обикновено ме убеждава да се съглася — неохотно — че моето фъстъчено масло или някоя от другите течности, които изглежда редовно забравям да приемам извън моя ръчен багаж, е значителен риск.

Молекулярният състав на експлозивния нитроглицерин, например, е подобен на този на фъстъченото масло.

Течностите са алтер егото на надеждни твърди неща. Докато твърдите материали са верни приятели на човечеството, приемайки постоянните форми на дрехи, обувки, телефони, коли и наистина летища, течностите са течни; те ще приемат всякаква форма, но само докато са задържани. Когато не са задържани, те винаги са в движение, просмукват се, корозират, капят и избягват контрола ни. Ако поставите твърд материал някъде, той остава там - с изключение на насилственото отстраняване - често правейки нещо много полезно, като поддържане на сграда или доставяне на електричество за цяла общност. Течностите, от друга страна, са анархични: те имат умението да унищожават нещата. В една баня, например, е постоянна битка водата да не проникне в пукнатини и да се натрупа под пода, където става безполезна, гниейки и подкопавайки дървените греди; на гладък под от плочки водата е перфектната опасност от подхлъзване, причинявайки огромен брой наранявания; и когато се събира в ъглите на банята, може да приюти черни лигави гъбички и бактерии, които заплашват да проникнат в тялото ни и да ни разболеят. И все пак, въпреки цялото това предателство, ние обичаме нещата; обичаме да се къпем във вода и да се къпем в нея, напоявайки цялото тяло. И коя баня е пълна без изобилие от бутилирани течни сапуни, шампоани и балсами, бурканчета с крем и туби с паста за зъби? Радваме се на тези чудодейни течности и въпреки това се тревожим и за тях: вредни ли са за нас? Причиняват ли рак? Съсипват ли околната среда? При течностите насладата и подозрението вървят ръка за ръка. Те са двулични по природа, не са нито газ, нито твърдо вещество, а нещо по средата, нещо неразгадаемо и мистериозно.

Вземете например живака, който радва и трови човечеството от хиляди години. Като дете си играех с течен живак, разхвърлях го по плотовете на масата, очарован от неземността му, докато не осъзнах неговата токсичност. Но в много древни култури се е смятало, че живакът удължава живота, лекува фрактури и поддържа добро здраве. Не е ясно защо е бил държан в такова отношение - може би защото е специален с това, че е единственият чист метал, който е течен при стайна температура. Първият император на Китай, Цин Ши Хуанг, приема живачни хапчета за здравето си, но умира на 39 години, вероятно в резултат на това. Въпреки това той беше погребан в гробница, пълна с реки от течащ живак. Древните гърци са използвали живак в мехлеми, а алхимиците са вярвали, че комбинацията от живак и друго елементарно вещество, сярата, формира основата на всички метали - перфектният баланс между живак и сяра създава злато. Това беше произходът на погрешното вярване, че различни метали могат да се превърнат в злато, ако се смесят в правилните пропорции. Въпреки че това се оказа легенда, златото наистина се разтваря в живак. Ако загреете тази течност, след като тя е абсорбирала метала, тя ще се изпари, оставяйки след себе си солидна бучка злато. За повечето древни хора този процес е бил неразличим от магията.

Живакът не е единствената течност, която може да погълне друго вещество и да го задържи в себе си. Добавете сол към водата и тя скоро ще изчезне - солта е някъде, но къде е отишла? И все пак, ако направите същото с маслото, солта просто си остава там. Защо? Течният живак може да абсорбира твърдото злато, но отхвърля водата. Защо така? Водата абсорбира газове, включително кислород, и ако не беше така, щяхме да живеем в много различен свят - кислородът, разтворен във водата, позволява на рибите да дишат. И въпреки че водата не може да носи достатъчно кислород, за да дишат хората, други течности могат. Има вид масло - перфлуоровъглеродна течност - което е много нереактивно химически и електрически. Той е толкова инертен, че можете да поставите мобилния си телефон в чаша с перфлуоровъглеродна течност и той ще продължи да работи нормално. Перфлуоровъглеродната течност може също така да абсорбира кислород в толкова високи концентрации, че е годна за дишане от хората. Този вид течно дишане - дишане на течност вместо въздух - има много възможни приложения, най-важното от които е за лечение на недоносени бебета, страдащи от респираторен дистрес синдром.

Течностите са анархисти: те имат умението да унищожават нещата.

И все пак, течната вода е тази, която притежава крайното животворно свойство. Това е така, защото той може да разтваря не само кислорода, но и много други химикали, включително базирани на въглерод молекули, и така осигурява водната среда, необходима за появата на живот - за спонтанното възникване на нови организми. Или поне това е теорията. Ето защо, когато учените търсят живот на други планети, те търсят течна вода. Но течната вода е рядкост във Вселената. Възможно е Европа, един от спътниците на Юпитер, да има океани от течна вода под ледената си кора. Може също да има течна вода на Енцелад, един от спътниците на Сатурн. Но Земята е единственото тяло в Слънчевата система, където много вода е лесно достъпна на повърхността.

Един особен набор от обстоятелства на нашата планета направи възможни повърхностните температури и налягане, които могат да поддържат течна вода. По-специално, ако не беше течното ядро ​​на Земята от разтопен метал, което създава магнитното поле, което ни предпазва от слънчевия вятър, цялата ни вода най-вероятно щеше да е изчезнала преди милиарди години. Накратко, на нашата планета течността роди течност и това доведе до живот.

Но течностите също са разрушителни. Пяните се усещат меки, защото се компресират лесно; ако скочите върху матрак от пяна, ще почувствате, че се поддава под вас. Течностите не правят това; вместо това те текат - като една молекула се движи в пространството, освободено от друга молекула. Виждате това в река, или когато отворите крана, или ако използвате лъжица, за да разбъркате кафето си. Когато скочите от дъска за скок и се ударите във водно тяло, водата трябва да тече далеч от вас. Но изтичането отнема време и ако скоростта ви на удар е твърде голяма, водата няма да може да изтече достатъчно бързо и затова се отблъсква обратно към вас. Това е силата, която ужилва кожата ви, когато се хвърлите с корем в басейн, и прави падането във вода от голяма височина като кацане върху бетон. Несвиваемостта на водата е и причината, поради която вълните могат да упражняват такава смъртоносна сила, а в случай на цунами, защо те могат да разрушат сгради и градове, като подхвърлят коли наоколо, сякаш са корявки. Например земетресението в Индийския океан през 2004 г. предизвика серия от цунами, убивайки 230 000 души в четиринадесет държави. Това беше осмото най-тежко природно бедствие, регистрирано някога.

Друго опасно свойство на течностите е способността им да експлодират. Когато започнах докторската си степен. в Оксфордския университет трябваше да подготвя малки образци за електронния микроскоп. Това включва охлаждане на течност, наречена разтвор за електрополиране, до температура от -4 ° F. Течността е смес от бутоксиетанол, оцетна киселина и перхлорна киселина. Още една докторска степен студентът в лабораторията, Анди Годфри, ми показа как да направя това и си помислих, че съм го схванал. Но след няколко месеца Анди забеляза, че често оставям температурата на разтвора да се повиши, докато електрополирам. „Не бих направил това“, каза той, повдигайки вежди, докато надникна през рамото ми един ден. Когато попитах защо, той ме насочи към лабораторното ръководство за химически опасности:

С други думи, може да избухне.

При проверка на лабораторията открих много подобни прозрачни безцветни течности, повечето от които не се различаваха една от друга. Използвахме например флуороводородна киселина, която, освен че е киселина, която може да прояде бетон, метали и плът, е и контактна отрова, която пречи на нервната функция. Това има коварна последица - а именно, че не можете да усетите киселината, докато ви изгаря. Случайното излагане лесно може да остане незабелязано, тъй като киселината продължава да прояжда кожата ви.

Алкохолът също се вписва в категорията на отровата. Може да е отровна само във високи дози, но е убила много повече хора, отколкото флуороводородна киселина. И все пак алкохолът играе огромна роля в обществата и културите по света, като исторически е бил използван като антисептик, противокашлично средство, противоотрова, успокоително средство и гориво. Основната привлекателност на алкохола е, че потиска нервната система - той е психоактивно лекарство. Много хора не могат да функционират без ежедневната си чаша вино и повечето социални функции се въртят около места, където се сервира алкохол. Ние (с право) може да не вярваме на тези течности, но въпреки това ги обичаме.

Усещаме физиологичните ефекти на алкохола, докато той се абсорбира в кръвта. Ударите на сърдечния ни ритъм е постоянно напомняне за ролята на кръвта в тялото и необходимостта й да циркулира непрекъснато: тичаме благодарение на силата на помпата и когато изпомпването спре, умираме. От всички течности в света със сигурност кръвта е една от най-важните. За щастие, сърцето вече може да бъде заменено, прескочено и изведено в и извън тялото. Самата кръв може да се добавя и премахва, съхранява, споделя, замразява и съживява. И наистина, без нашите кръвни банки всяка година милиони хора, подложени на операция, ранени във военни зони или участващи в пътнотранспортни произшествия, биха загинали.

Но кръвта може да бъде замърсена с инфекции като ХИВ и хепатит и така може да навреди, както и да излекува. Следователно трябва да вземем под внимание двойствената природа на кръвта, както на всички течности. Важният въпрос не е дали на определена течност може да се вярва или не, дали е добра или лоша, здравословна или отровна, вкусна или отвратителна, а по-скоро дали я разбираме достатъчно, за да я овладеем.

При течностите насладата и подозрението вървят ръка за ръка. Те са двулични по природа, не са нито газ, нито твърдо вещество, а нещо по средата, нещо неразгадаемо и мистериозно.

Няма по-добър начин да илюстрираме силата и насладата, които печелим от контролирането на течности, от това да хвърлим поглед към участниците в полета на самолета и опита на пътниците на борда. Ето за какво става дума в тази книга, за трансатлантически полет и всички странни и прекрасни течности, които играят роля в него. Взех този полет, защото не се бях взривил, докато завършвах докторската си степен, а вместо това продължих да правя изследвания в областта на науката за материалите и в крайна сметка бях станал директор на Института за производство в Университетския колеж в Лондон. Там част от нашето изследване включва разбирането как течностите могат да се маскират като твърди вещества. Например катранът, от който са направени пътищата, е течност, като фъстъченото масло, въпреки че създава впечатлението, че е твърдо вещество. Нашите изследвания доведоха до покани за полети до конференции по целия свят и тази книга е разказ за едно такова пътуване от Лондон до Сан Франциско.

Полетът е описан с езика на молекулите, ударите на сърцето и океанските вълни. Моята цел е да разкрия мистериозните свойства на течностите и как сме започнали да разчитаме на тях. Полетът ни отвежда над вулканите на Исландия, замръзналата шир на Гренландия, езерата, осеяни около залива Хъдсън, и след това на юг до бреговата линия на Тихия океан. Това платно е достатъчно голямо, за да побере обсъждане на течности от мащаба на океаните до капчици в облаците, заедно с любопитните течни кристали в бордовата развлекателна система, напитките, сервирани от стюардесите, и разбира се, авиационното гориво който държи самолет в стратосферата.

Във всяка глава разглеждам различна част от полета и качествата на течностите, които са направили това възможно: способността им да горят, да се разтварят или да се варят, за да назовем само няколко. Показвам как изпичането, образуването на капки, вискозитетът, разтворимостта, налягането, повърхностното напрежение и много други странни свойства на течностите могат да ни позволят да летим около земното кълбо. И по този начин разкривам защо течностите текат нагоре по дърво, но надолу по хълм, защо маслото е лепкаво, как вълните могат да достигнат толкова далеч, защо нещата изсъхват, как течностите могат да бъдат кристали, как да не се отровите, правейки кух, и най-важното може би как да си направим идеалната чаша чай. Така че, моля, елате да летите с мен - мога да ви обещая странно и прекрасно пътуване.

Извадка от Течни правила от Марк Миодовник. Авторско право © 2019 от Марк Миодовник. Препечатано с разрешение на Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Всички права запазени.