22 года назад впервые был продемонстрирован материал, названный Starlite. Его изобрёл Морис Уорд, бывший парикмахер. В прошлом году он умер, не оставив данных о том, что это был за материал или хотя бы в каком направлении надо рыть, чтобы добиться его эффективности.

Странный человек с белой бородой не знал даже теплопроводности собственного материала. Зато он знал то, чего не знаем мы: как его сделать. И это мы остались в дураках... (Фото Chris Brooks.)

Всё началось с демонстрации 1990 года, которая состоялась на общественном телевидении в программе Tomorrow's World. Чтобы избежать обвинений в фокусничестве, Морис Уорд доверил нанесение материала на тестовое яйцо — да-да, в начале, как всегда, было яйцо — ведущему телепрограммы. Тот же человек нагревал обработанное яйцо паяльной лампой (бензиновой) до 1 000 ˚С. Рядом было обычное яйцо, которого Starlite не касался и которое, понятно, не выдержало и полсекунды нагрева. Интереснее, однако, то, что после нескольких минут (!) нагрева паяльной лампой ведущий взял яйцо, покрытое Starlite, незащищённой рукой, заметив при этом: «Оно кажется слегка тёплым».

Яйцо тут же было вскрыто, и выяснилось, что желток даже не начал сворачиваться:

Сегодня, 23 года спустя, мы имеем аэрогели, метаматериалы, графен, нанотрубки: материаловедение шагает семимильными шагами. И тем не менее у нас нет ничего, подобного Starlite. И, по всей видимости, не будет. Даже сверхэффективные аэрогели не могут намазываться на любой предмет тонким слоем, как и рассеивать тепло, не говоря уже о технологии производства, из-за которой щепотка такого материала стоит как видеокарта.

Естественно, тем телешоу дело не закончилось. К изобретателю из Хартлпула (Великобритания) зачастили гости. И это понятно: в передаче было сделано разумное замечание, что пасту можно нанести на самолёт, электропроводку, деревянные двери, пластиковые изоляторы, даже на внутреннюю поверхность салона автомобиля или авиалайнера. Несколько минут полной огнеупорности пригодились бы и спецодежде пожарных, равно как и жаростойким накидкам, которые они набрасывают на спасаемых. Да мало ли кому ещё... Напомним, что и радиопоглощающее покрытие F-22 и F-35, имей оно такую термозащиту, могло бы устойчиво эксплуатироваться при сверхзвуке, чего пока не наблюдается.

Рональд Мэйсон, химик и бывший главный научный советник Министерства обороны Великобритании, был одним из первых, кого власти Британии отрядили на проверку возможностей Starlite.

За ним последовал Кейт Льюис, глава подразделения тонкоплёночных пластиков тогдашнего Агентства оборонных исследований Великобритании. Через полтора года ему удалось убедить Уорда провести ряд тестов чудо-материала, при условии что он не будет пытаться выяснить состав Starlite. Тесты включали длительное облучение лазером с мощностью импульса в 100 мДж, сосредоточенного буквально на квадратных миллиметрах предметов, обработанных Starlite. Перед испытаниями таким лазером проделали контрольную серию дырок в кирпичах. Итог? Воздействие лазера на защищаемый пастой предмет было равно нулю. По слухам, этим веществом намазывали даже руку, которую потом нагревали той же паяльной лампой — и несколько минут тепловое воздействие на ладонь было вполне сносным!

На ракетном полигоне Уайт-Сэндс в США и атомном полигоне на острове Фолнесс в Соединённом Королевстве прошли дополнительные тесты. Дуговая лампа также не произвела никакого впечатления на Starlite: пока температура поверхности не превышала 1 000 ˚C, материал эффективно защищал предмет, на который был нанесён. Результаты были опубликованы в International Defence Review — и... всё.

В ответ на все вопросы о составе Морис Уорд говорил только то, что Starlite включает 21 компонент. Более того, всякий раз он предоставлял материал со слегка инным химическим составом — дабы исследователи из Минобороны Великобритании даже не пытались узнать точную формулу помимо воли изобретателя. Годы испытаний привели учёных, контактировавших с Уордом, к мнению о том, что это на 90% органика, возможно, с керамическим компонентами и боратами. Попытка научных дискуссий с Уордом провалилась: он оказался просто недостаточно образован, его тирады об этом веществе в научном смысле были абракадаброй. Приходившие к нему эмиссары из большого бизнеса, включая Boeing, были ошеломлены его манерой просить £1 млн сегодня, а завтра выправлять в черновике контракта эту цифру, дописывая к ней справа нолик. Всё это (а также отказ от предварительных испытаний состава Starlite) привело к тому, что никому так и не удалось ни договориться с изобретателем о начале производства, ни попросту украсть состав.

Вот ещё один любопытный момент: когда учёные, представляющие оборонную промышленность, неким образом испытали материал в Кавендишской лаборатории (Великобритания), выяснилось, что с точки зрения теплопроводности это, мягко говоря, не звезда. Его уровень оказался примерно равен теплопроводности резины и был далеко позади показателей, скажем, пенополистирола.

Следовательно, было что-то ещё. Отчасти мы знаем, что именно. При тепловых тестах — и только при них — материал менялся. Сканирующий электронный микроскоп показывал, что после испытаний его поверхность была покрыта сетью пор диаметром от 2 до 5 мкм. Эти поры действовали как пузырьки воздуха в пенополистироле, резко увеличивая тепловое сопротивление — примерно на порядок по сравнению с обычным, не подвергшимся нагреванию Starlite'ом. При этом поры оставались слишком маленькими, чтобы разрушить слой этого изначально пластичного материала или снизить его способность к отражению тепла от собственной поверхности.

«Уорд сделал — и он не знал об этом, пока я ему не сообщил, — композитный материал с предварительно запрограммированным «умным» механизмом теплозащиты, — рассказывал Кейт Льюис. — Что-то вроде пьезоэлектрического материала, меняющего свои свойства в зависимости от внешних условий». Так сказать, метаматериал, полученный на уровне средневековых технологий. Уорд вспоминал, что первую партию вещества получил при помощи кухонного комбайна, да и его химические знания, по словам специалистов, существенно уступали уровню Парацельса.

Что-то отдалённо похожее известно нам по «вспухающей» краске, которой защищают некоторые конструктивные элементы зданий — к примеру, стальные опоры. При пожаре такая краска, нагреваясь, увеличивается в объёме, что снижает теплопроводность. Однако она в основном действует как теплоизолятор и вообще не отводит тепло от защищаемого объекта, как это делал Starlite. Кроме того, функционировать такой состав перестаёт ещё до 1 000 ˚C. А при «вспухании», как и множество антипиренов, выделяет массу токсичных веществ. Starlite во время тестов не выделял никаких газов, которые удалось бы зарегистрировать. Ясно, что первый тип материалов нельзя использовать в противопожарных перекрытиях (например, в салоне самолёта), а Starlite — вполне.

И вот итог. Несмотря на слова Уорда о том, что его семья в случае его смерти будет располагать секретом, этому нет никаких свидетельств, хотя вдова Уорда и заявила, что не хочет раскрывать своих планов по дальнейшему использованию Starlite. Если бы такие планы у неё действительно были, трудно представить себе, как их удалось бы скрыть...

Почему никто не смог договориться с изобретателем? Трудно согласиться теми, кто обвиняет во всем его закрытость. Мы все читали о том, как Форд присвоил себе достижения разработчика «его» автомобиля; мы все знаем, что кража изобретений неотделима от мира современных технологий. Заявления сотрудников Boeing о том, что они не могли вкладывать деньги в рискованное (без предварительно анализа химических свойств материала) предприятие, выглядят смешно. Количество изначально мертворожденных проектов, на которые компания выкинула более $100 млн, ни для кого не секрет. Ошибки в большом бизнесе — обычное дело. Даже недавно бывшая при смерти General Motors позволила себе такой заведомый провал, как запуск в производство Chevrolet Volt.

Дело скорее в том, что современное патентное право вообще затрудняет жизнь изобретателя-одиночки в сравнении с жизнью корпораций, располагающих сворами специально натасканных специалистов. Очевидно, любой из 21 компонентов (если их действительно было столько) мог оказаться лишним или с успехом быть заменён более эффективным аналогом. Ясно, что скорректированную смесь запросто можно было запатентовать как отдельный композит — и права Уорда по весомости стали бы равны пушинке.

Увидим ли мы Starlite вновь, под авторством какого-нибудь другого экс-парикмахера? Теоретически это возможно. Напомним: после того как первый теплоход был выброшен на свалку истории, прошло всего полвека, и дизель всё-таки стал становым хребтом водного транспорта. То есть рано или поздно... В общем, не будем терять надежды!

Подготовлено по материалам NewScientist.