Чудо-шар из четвертого измерения
В музеи иногда попадают любопытнейшие изделия. Ну вот, например, украшенный орнаментом шар, вырезанный из цельного куска слоновой кости с несколькими отверстиями по бокам. Заглянув в любое из них, обнаружите, что там лежит почти такой же шар, но только поменьше. В нем тоже отверстия, через которые виден еще один шар. Тонкой палочкой его можно повернуть, и обнаружится… новый шар, а там еще и еще… Как такую штуковину сделать? Ведь даже рассказать не просто. А ведь все сводится к хитроумному приспособлению, похожему на токарный станок со специальными резцами. Правда, работа длится долго — годами. И стоит недешево.
Чаще всего такие изделия привозят из Китая. Некоторые ученые полагают, что «шар в шаре» — символическое изображение древнего представления об устройстве Вселенной. Если так, то в свое время оные «игрушки» могли быть амулетом или оберегом, знаком посвященности владельца в высшие знания…
А теперь представьте себе такой же набор шаров, но только из металла. А через окошечки видно, что каждый из них сделан из своего металла — меди, латуни, никеля, хрома… мало того, наружная поверхность каждого шарика отполирована до зеркального блеска, и в ней отражаются письмена и орнамент, нанесенные на внутренней поверхности предыдущего.
На первый взгляд кажется, что сделать такое могут лишь жители многомерных пространств, но… Основу необходимой технологии заложил еще в 1838 году петербургский академик Мориц Герман Якоби. Он открыл электролитический метод осаждения слоев металла из раствора. Таким путем стали делать точные копии скульптур, монет, матриц для печатания книг и получения грампластинок, а в наше время без него немыслима электроника…
Но начиналось все с простейших изделий. Вот пример: заливаем монету с воском и получаем точнейшую ее копию, но только с обратным рельефом. Стоит ее покрыть тонким слоем металла, и получим уже прямую копию с мельчайшими, вплоть до микроскопических, деталями оригинала.
Мы получили лишь «скорлупку», а умельцы умудряются делать монеты, неотличимые от оригинала. В таких случаях нужно на видном месте поставить букву К, иначе, если даже скопирована монета времен Юлия Цезаря, вам придется иметь дело с Уголовным кодексом и на протяжении 10—15 лет дышать чистым воздухом сибирской тайги!
Но воск не проводит электричества, поэтому его поверхность мягкой кисточкой натирают графитом и, прикрутив проволокой, присоединяют к катоду. На плюс (анод) ставят пластину осаждаемого металла и все помещают в электролитическую ванну.
Гальванопластика (ею мы и собираемся заниматься) — это процесс, связанный с применением таких веществ, как кислоты, соли. Заниматься этим можно только в помещении с хорошей вентиляцией и вдали от пищевых продуктов. Чтобы не пролить электролит на стол, лучше поставить сосуд в раковину. Ведь капля его на одежде оставит дыру. А потому обязательны еще клеенчатый фартук и резиновые перчатки. Работать следует в очках. Капли раствора, попавшие на кожу, удаляются мылом или раствором питьевой соды. Впрочем, все не так страшно.
Самое главное — приготовить электролит. Для этого в литре кипяченой воды растворите 250 граммов медного купороса и влейте 25 кубических сантиметров серной кислоты. Надеемся, вы помните, что кислоту нужно лить в воду, а не наоборот. Лучше если вам поможет в составлении электролита кто-нибудь из взрослых. Источник постоянного тока — батареи или школьный регулируемый выпрямитель с напряжением до 12 вольт и изолированной от сети вторичной обмоткой трансформатора. Гальванической ванной может служить любой прозрачный сосуд. Непростое дело графит. Требуется его совсем немного — чайной ложки хватит на год. Лучше всего взять кусок чистого искусственного или минерального графита. Можно воспользоваться стержнем от карандаша и растереть в ступке до состояния тончайшего порошка. Только предварительно его нужно прокалить на огне, чтобы выжечь жироподобные добавки.
Теперь приступаем к делу. Скатаем из пчелиного воска шарик, мягкой кисточкой натрите его графитом и обвяжите медной проволокой. Теперь опускайте его в ванну и подключайте к источнику тока. ПОМНИТЕ! РАБОТАТЬ СЛЕДУЕТ ПРИ ПОЛНОСТЬЮ ОТКЛЮЧЕННОМ ВЫПРЯМИТЕЛЕ. ШНУР ЕГО ДОЛЖЕН БЫТЬ ВЫДЕРНУТ ИЗ РОЗЕТКИ! Лишь когда монтаж анода и катода закончен, включайте выпрямитель и регулируйте напряжение до тех пор, пока плотность тока не достигнет 0,01—0,02 ампера на квадратный сантиметр поверхности. Тогда качество будет достаточно высоким.
Восковой шарик будет покрываться медью лишь с одной стороны. Не беда — постепенно поворачивайте его. Если медный слой будет слишком шероховатым, значит, ток слишком велик. Одним словом, на первых порах, чтобы получить хорошее качество поверхности, придется набраться терпения. Потом все пойдет как по маслу. Запомните одно важное правило: к слою осаждаемого металла нельзя прикасаться пальцами, так как ничтожные следы жира при дальнейшем омеднении приведут в этом месте к отслоению. Если же без прикосновений не обойтись, то прибегните к пинцету, промыв его в стиральном порошке, прополоскав, подсушив и очистив в ацетоне. Когда восковой шарик вы покроете медью, воск из него придется вытопить. А потому нужно отверстие. Сделать это нетрудно.
После покрытия графитом его можно предусмотреть, соскоблив покрытие.
Итак, мы получили медную шаровидную скорлупку с отверстием. Окуните ее в расплавленный воск и тотчас остудите. Проделайте это 1—2 раза. Прежнее изделие спряталось под слоем воска. Получился новый восковой шар. Покрывайте его графитом, не забыв про отверстия, и повторяйте операцию. Когда она завершится, вытапливайте воск. Поздравляем! У вас получился шар, непостижимым образом засунутый в другой! Ну а как сделать «амулет» более привлекательным, снабдив его письменами и орнаментом, зеркально отполировать, думаю, вы уж сами догадаетесь.
А. ВАРГИН
журнал “Юный техник”