Камень, ножницы, бумага: шесть важнейших для человечества материалов
Конвей написал книгу о шести важнейших для человечества веществах — песке, солях, железе, меди, нефти и литии, служащих краеугольными камнями для развития нашей цивилизации. Его «Материальный мир» позволяет по-новому взглянуть на недооцененные аспекты использования и применения этих материалов. Отдельной линией в книге проходит тема экономических санкций и борьбы за критически важные ресурсы. Если в книге «Экономическое оружие: Взлет санкций как инструмента современной войны» исследователь Николас Малдер утверждает, что отсчет такой борьбы стоит вести с попыток Великобритании и Франции разбить торговый альянс кайзеровской Германии и Бразилии (немцы импортировали из Южной Америки марганцевые руды, необходимые для производства высококачественной стали), то Конвей считает, что эмбарго Британии XVII века на поставки стекла во Францию и в свои восставшие американские колонии лучше подходит в качестве такой вехи.
Про стекло, получаемое из песка, у Конвея есть совершенно неожиданная история. В 1915 году, во время Первой мировой войны Великобритания столкнулась с дефицитом военных биноклей. Монополистом в их производстве были… немцы. Взвесив все за и против, британское Министерство военного снабжения через посредничество Швейцарии обратилось к Германии. Невероятно, но противник согласился поставить 32 000 штук сразу и 15 000 в каждый последующий месяц. Более того, немцы предложили 500 оптических прицелов для ружей с возможностью кратного увеличения поставок. Что же могло подвигнуть Берлин на такой шаг? Резина. Синтетического производства этого стратегического продукта еще не существовало, и в качестве сырья использовался натуральный каучук, в изобилии добывавшийся в Британской империи. До конца непонятно, получили ли немцы каучук, но в английских архивах были обнаружены записи о получении в августе 1915 года искомого числа германских биноклей. Позже эта информация из архивов пропала.
Конечно, у песка есть и заметная конструктивная область применения — цемент. Несколько лет назад в Мексике семьям начали выдавать цемент для покрытия земляных полов, в результате чего количество паразитарных инфекций сократилось на 78%. Число детей, страдающих диареей, уменьшилось вдвое, а страдающих анемией — на 75%. Были и другие позитивные результаты: дети лучше учились в школе, их матери стали счастливее и меньше страдали от депрессии. И все это благодаря какому-то мешку цемента. Было также доказано, что замена грунтовых дорог на дороги с твердым покрытием повышает уровень зарплат тех, кто работает рядом с ними, более чем на четверть, а также увеличивает долю посещающих школу детей.
Скромные материалы из книги Конвея, почти все известные людям тысячелетиями, неотступно следуют с нами в будущее. Сейчас в среднем автомобиль уже содержит более километра медных проводов, соединяющих датчики и электрические компоненты. Электромобилям же требуется в три или четыре раза больше меди, причем примерно половина идет на двигатели, а остальное — на лианы проводов и аккумуляторы. Для автобуса, работающего на аккумуляторах, нужно почти полтонны меди на двигатели и электросхемы. Высокоскоростным поездам — еще больше.
Глава о нефти дарит звучащий в книге рефреном сюжет о неожиданной взаимосвязи производственных процессов. Почти весь полиэтилен, произведенный до 1945 года, шел на изготовление радаров самолетов, но после войны у британской фирмы-монополиста образовался избыток пластика, который надо было куда-то сбыть. Решено было одарить секретной военной технологией мирное население — так появились дешевые пластиковые игрушки, бусы, украшения и прочие безделушки.
Производство батарей, оказывается, близкий родственник производства кассет. В обоих случаях химическая масса наносится на тонкие поверхности, а затем наматывается на катушку, и эта технология наматывания на катушку одинаково хорошо работает как для спиралей электродов внутри литийионной батареи, так и для магнитной ленты в аудиокассете. В истории крупных компаний, производящих батарейки, как правило, можно обнаружить бренды, которые вы можете помнить по временам кассет: например, Sanyo (теперь часть Panasonic) и TDK (принадлежит китайскому гиганту CATL). Частично объяснение того, почему японские компании, такие как Sony, первыми стали лидерами в производстве аккумуляторов, сводится не только к тому, что им нужны были лучшие батарейки для их инновационных гаджетов, таких как Handycam и Walkman, а и к тому, что они смогли перепрофилировать свои сборочные линии на намотку катодов и анодов вместо кассетных лент, что дало начало современной эре батарей и аккумуляторов.
Другой технологический переход, как считают некоторые специалисты, помог Tesla совершить рывок к величию. В то время, когда компания подбирала компоненты для своего первого электромобиля Roadster, в аккумуляторной отрасли происходили большие перемены. Стремясь к созданию все более тонких ноутбуков, Apple и другие производители переходили от цилиндрических элементов к пакет-ячейкам (pouch cell) и призматическим аккумуляторам. Внезапно на рынке образовался избыток дешевых цилиндрических элементов, в результате чего малоизвестный автомобильный стартап смог купить большое их количество по очень низкой цене. Некоторые полагают, что, если бы не это, прорыв бы не состоялся. В то время как большинство других автопроизводителей используют в своих автомобилях большие квадратные аккумуляторы, большинство автомобилей Tesla по-прежнему ездят с платформой из тысяч крошечных батареек для ноутбуков на днище.