Древний секрет изготовления резины оказался гениально прост

Исследователи из Массачусетского технологического института выяснили, что жители доколумбовской Америки не только умели обрабатывать сок каучуковых деревьев для получения резины, но еще и усовершенствовали систему химической обработки. Они могли точно регулировать свойства получаемой резины в зависимости от целей, для которых предназначался материал. Для подошв сандалий они делали прочную резину, которая долго не изнашивалась. Для резиновых мячей, которые использовались в играх, занимавших центральное место в религиозных церемониях, они изготовляли упругий материал. А для резиновых лент и клея, которые использовались при украшении одежды, или для крепления лезвий к древку местные жители делали вязкую и быстро застывающую резину.

Латекс + ипомея = резина

Исследование проводили профессор Дороти Хослер (Dorothy Hosler) и технический руководитель проекта Майкл Такениян (Michael Tarkanian) с факультета инженерии и наук о материалах Массачусетского технологического института. Ученые пришли к выводу, что такого разнообразия свойств резины местные жители добивались, добавляя в состав материала два базовых компонента в разных пропорциях: латекс (млечный сок каучуконосов) и сок ипомеи, растения из семейства вьюнковых.

К такому заключению исследователи пришли, опираясь на работу, которую Хослер, Такениян и профессор Массачусетского технологического института Сандра Беркет (Sandra Burkett) опубликовали в журнале Science в 1999 году. Тогда они впервые высказали предположение, что местные жители могли использовать для изготовления резины два компонента. Хотя тогда Хослер и Такениян показали, что жители Мезоамерики, скорее всего, обладали базовыми знаниями для создания разных видов резины, однако для доказательства этой теории им требовалось найти и другие данные, от свидетельств современников до химического анализа образцов резины.

Новое исследование основано на серии лабораторных экспериментов, а также на изучении археологических находок и описаний, оставленных первыми завоевателями Америки. Ученые в конце концов смогли доказать, что в зависимости от пропорций двух компонентов исконные жители Америки добивались нужных результатов.

Жители Америки опередили европейцев на 3000 лет

Считается, что Чарльз Гудьир (1800-1860) первым открыл способ вулканизации каучука (химического процесса превращения каучука в более прочные материалы) в середине XIX века после ряда экспериментов с каучуком и серой. Однако, как выяснилось позднее, этот процесс уже давно был известен ацтекам, ольмекам и майя, представителям тех цивилизаций, которые более трех тысячелетий жили на территории современной Мексики и других частей Центральной Америки. Они делали прекрасную резину и использовали ее для изготовления больших и тяжелых мячей. Эти мячи были важной частью церемониальных игр, для которых строились специальные площадки, окруженные каменными стенами. Несколько подобных мячей были найдены археологами: сегодня они выглядят маленькими и хрупкими, однако то, что они сделаны из резины, не подлежит сомнению. Самый древний из известных на сегодняшний день экземпляр относится к 1600 году до н. э. То есть представители мезоамериканских цивилизаций опередили открытие Гудьира на 3000 лет.

Долгое время ученым даже не приходило в голову, что местные жители делали разные виды резины, всего лишь меняя пропорции в одном и том же «рецепте». Тем более что археологи ни разу не находили резиновые подошвы сандалий. Историкам известно о резиновой обуви только благодаря сохранившимся дневникам испанских путешественников и миссионеров. Кроме того, о существовании резиновых сандалий есть и некоторые лингвистические данные: у ацтеков было слово, которое образовалось соединением слов «каучук» и «сандалии».

Лабораторные эксперименты

Древние образцы резины, которые дошли до наших дней, обычно находятся в таком плачевном состоянии, что проанализировать механические свойства изначального материала невозможно. Поэтому Хослер и Такениян попытались создать аналогичный материал в лабораториях Массачусетского технологического института. Для эксперимента они поехали в Мексику и собрали каучук. Затем сделали несколько образцов резины, каждый из которых различался пропорциями добавляемых в материал растительных компонентов. Готовую резину они подвергли ряду анализов: измерили сопротивление, эластичность, прочность и другие параметры.

В итоге ученые выяснили, что если смешивать латекс и сок ипомеи в равных пропорциях, то получается наиболее упругий материал, идеальный для создания мячей. Резина, которую использовали в качестве клея для соединения различных материалов (например, керамики или дерева), требует других качеств – в этом случае лучше всего подходит чистый латекс. Для сандалий, которым требовалась самая прочная резина, нужно смешивать латекс и ипомею в пропорциях три к одному.

У жителей Нового Света было достаточно времени, чтобы научиться делать разные виды резины. По словам Такенияна, к тому времени, как сюда прибыли испанцы, в этом районе уже было широко развито производство резины. Местные жители делали до 16 тыс. мячей в год, огромное количество резиновых статуэток, сандалий, лент и других предметов. Большинство вещей делалось в отдаленных деревушках, а затем их отправляли в крупные города в качестве налоговой уплаты.

Статья с результатами исследований скоро будет опубликована в журнале Latin American Antiquity.