خواندنی هایی درباره ی اختراع عاج و ابریشم مصنوعی ( سلولوئید و رایون )

سلولوئید نخستین پلاستیک صناعی که مورد استقبال قرار گرفت سلولوئید بود که برای آنکه جای عاج را در ساختن توپ های بیلیارد بگیرد ابداع شد. در سال 1863 با کاهش گله های فیل وحشی در آفریقا، عاج که ماده منتخب برای تهیه توپهای بیلیارد بود کمیاب شد( جالب اینجاست که آنچه امروزه مشکلی جدی به حساب می آید، بیش از یکصد سال پیش هم مایه نگرانی بود!) . به همین سبب یکی از تولیدکنندگان بزرگ توپ های بیلیارد ، به منظور یافتن جایگزینی برای عاج که در ساختن توپهای بیلیارد به کار رود جایزه ای تعیین کرده بود.

جان وزلی هایت

و برادرش آیزیا که در نیوجرسی چاپخانه ای داشتند شروع به آزمایش با مواد مختلف کردند. یکی از اینها مخلوطی از خاک اره و کاغذ بود که با چسب به یکدیگر چسبانده شده بودند. وقتی جان هایت انگشتش را در ضمن این کار برید، به سر قفسه ای رفت تا برای مرهم گذاشتن بر زخمش کمی سریشم پنبه بردارد( در آن هنگام برای این منظور، استفاده از سریشم پنبه که شکلی از نیترات سلولوز محلول در اتر و الکل بود، رواج داشت. هایت با تعجب مشاهده کرد که شیشه سریشم پنبه واژگون شده و محتویاتش بیرون ریخته است؛ حلاّل تبخیر شده بود و صفحه سختی از نتیرات سلولوز بر قفسه باقی گذاشته بود. هایت دید که برای چسباندن مخلوط خاک اره و کاغذ، شاید این ماده از چسبی که استفاده می کند بهتر باشد. او و برادرش پس از کمی آزمایش دریافتند که نیترات سلولوز و کافور، که با الکل مخلوط شده و تحت فشار حرارت دیده باشند، پلاستیکی به وجود می آورند که ظاهراً برای ساختن توپ های بیلیارد مناسب است. نوبل هم ژلاتین انفجاری را از نیترات سلولوز مخلوط با نیتروگلیسرین تهیه کرده بود، اما احتمالاً کافور تا حد زیادی طبیعت انفجاری آن را تغییر داده بود؛ با این حال توپهای بیلیاردی که از سلولوئید می ساختند گهگاه منفجر هم می شدند!هایت و برادرش احتمالاً به همین علت که توپهایشان بعضی وقتها منفجر می شدند، جایزه ای را که برای ابداع توپ بیلیارد بدلی تعیین شده بود نبردند. اما در 1870 توانستند پلاستیک ابداعی خود را که از نیترات سلولوز و کافور تهیه می شد با نام سلولوئید به ثبت برسانند. چندی نگذشت که این ماده برای کاربردهای دیگری رواج پیدا کرد. در اواخر سده نوزدهم، از آن برای یقه و سردست پیراهن های مردانه استفاده می کردند. همچنین آن را برای دندان مصنوعی، دسته چاقو، دکمه، تاس، و خودنویس قالبریزی می کردند. امروزه پلاستیک های جدیدتر تا حد زیادی جایگزین آن شده اند.

رایون ریختن یک شیشه سریشم پنبه باعث شد که فکر تهیه نخستین جایگزین موفق ابریشم نیز مطرح شود. هنگامی که پاستور تلاش می کرد صنعت ابریشم فرانسه را از بیماری همه گیر فاجعه آمیزی که بین کرمهای ابریشم افتاده بود نجات دهد، شیمیدان جوانی به نام هیلر دوشاردونه کمکش می کرد. شاردونه براساس تجربیاتی که در بررسی مسئله کرم ابریشم به دست آورده بود، متقاعد شد که اگر بتواند جایگزینی برای ابریشم بیابد، بسیار مورد استقبال قرار خواهد گرفت. وقتی در 1878 در اتاق تاریک خود مشغول کار روی صفحه های عکاسی بود، شیشه ای از سریشم پنبه را واژگون کرد. شاردونه برای تمیز کردن آنچه ریخته بود عجله ای نکرد، و سرانجام پس از پاک کردن میز مایع چسبناکی مشاهده کرد که از تبخیر جزئی حلال بجا مانده بود، و وقتی رویش دستمال می کشید، رشته های نازک و بلندی از الیاف به وجود می آمد. این الیاف آنقدر به ابریشم شبیه بودند که شاردونه وسوسه شد آزمایش های بیشتری روی سریشم پنبه انجام دهد.

هنوز شش سال از آن تصادف نگذشته بود که شاردونه نوعی ابریشم مصنوعی تولید کرد. او سریشم پنبه را از مغز برگ توت( همان غذای طبیعی کرم ابریشم!) که در اتر و الکل حل شده بود به دست آورد، رشته های نازکی از الیاف را بیرون کشید، و آنها را در هوای گرم قرار داد. پارچه ای که از این الیاف مصنوعی جدید در نمایشگاه 1891 پاریس به معرض نمایش گذاشته شد، چنان مورد استقبال قرار گرفت که بلافاصله روی آن سرمایه گذاری کردند. این الیاف جدید را ابریشم مصنوعی می نامیدند. تا سرانجام پیرامون سال 1924 آن را برای نخستین بار رایون نام نهادند.

پسنوشت رایون اختراعی شاردونه بسیار آتشگیر بود. بعدها فرایندهای دیگری ابداع شدند تا پنبه را به الیافی شبیه ابریشم تبدیل کنند که درعین حال آتشگیر هم نباشد. امروز دیگر از نیترات سلولوز یا رایون اصلی، برای تهیه پارچه استفاده نمی شود. زمانی از نیترات سلولوز در فیلم عکاسی نیز، چه در تصاویر ثابت معمولی و چه در فیلمهای سینمایی تجاری، استفاده می شد. آتشگیر بودن آن باعث چندین آتش سوزی فاجعه بار در سینماها شد، چون اگر آپارات به دلیلی ایراد پیدا می کرد و فیلم بیش از چند ثانیه در معرض نور شدید آن ثابت می ماند، آتش می گرفت. فیلم بی خطر ی که چندین سال پیش جایگزین آن شد از استات سلولوز بود.

اختلاف اساسی بین ظاهر پارچه های پنبه ای و ابریشمی، در رشته هایی نهفته است که هر یک را از آنها می بافند. الیاف پنبه ریش ریش هستند، حال آنکه الیاف ابریشم طبیعی صاف اند. همین الیاف صاف هستند که به ابریشم، برقی ابریشمین می دهند. علت شباهت رایونِ شاردونه به ابریشم این بود که سلولوز( الیاف چوب یا پنبه) از لحاظ شیمیایی به ماده متفاوتی تبدیل می شد( نیترات سلولوز) که در اتر و الکل حل می شد، و در نتیجه می شد رشته های صافی را از محلول چسبناک آن بیرون کشید یا شکل داد.

گزانتات رایون واستات رایون، رایونهای جدیدی هستند که بیش از همه مورد استقبال قرار گرفته اند. نام گزانتات رایون از فرایندی گرفته شده است که در آن، سلولوز به محلولی که از نظر شیمیایی متفاوت است( گزانتات سلولوز) تبدیل می شود. محلول چسبناک گزانتات سلولوز از سوراخهای ریزی عبور داده می شود و به شکل رشته های صافی وارد یک حمام شیمیایی می شود که آن را دوباره به سلولوز تبدیل می کند. نتیجه آنکه شکل فیزیکی الیاف ریش ریش سلولز به الیافی صاف و ابریشم مانند تبدیل می شود، و این رایون در واقع سلولوزی است که از نو تولید شده باشد.

استات رایون شباهت بیشتری به رایون اولیه شاردونه دارد. سلولوز بهاستراستات تبدیل می شود، که مثلاستر نیتراتمحلول است و به شکل رشته های صافی شکل داده می شود. اما استات سلولوزبر خلاف نیترات سلولز آتش نمی گیرد. امروزه در صنایع نساجی از نام کلی استات برای نامگذاری استات رایون استفاده می شود تا با رایون مهم دیگر، یعنی گزانتات رایون، اشتباه نشود. اگر روی برچسب لباسی فقط کلمه رایون نوشته بود، به احتمال زیاد از گزانتات رایون ساخته شده است. شاید در اینجا بد نباشد به هر کسی که احتمالاً در آزمایشگاهی کار می کند و با حلالهای آلی نظیر استن سروکار دارد هشداری داده شود: استات تا حدودی در این گونه حلالها حل می شود، و لباسی که از آن تهیه شده است نباید در محیط هایی مورد استفاده قرار گیرد که امکان تماس با این حلالها وجود دارد. رایون معمولی( گزانتات رایون) از لحاظ شیمیایی تفاوتی با پنبه ندارد، و بنابراین در برابر حلال های آلی نفوذناپذیر است.

از آن هنگام تاکنون الیاف صناعی گوناگون ابداع شده اند که بیشتر از رایون به ابریشم شباهت دارند. شاید حتی از جهاتی از ابریشم برتر باشند. نایلونی که والاس کارودرز و گروهش در دهه 1930 در شرکت دوپون ابداع کردند، یکی از این الیاف است. نسلهای جدیدی از نایلون و دیگر الیاف صناعی نظیر پلی استرها ابداع شده اند که در کاربردهای مختلف نساجی جایگزین رایون شده اند، ولی ابریشم مصنوعی شاردونه آغازگر تلاش هایی برای تقلید از طبیعت یا بهبود بخشیدن به بافته ابریشمین آن بود.