Что такое композиционные материалы и зачем они нужны? Как «звучат» композиты и как человечество развивало вокальное исполнение? Композиты в небе и на земле, в космосе и в музыке обсудили 16 октября гости Информационного центра по атомной энергии (ИЦАЭ) Саратова в рамках «ИЦАЭ OPEN: композиты без границ». Научно-музыкальный вечер был приурочен к 13-летию ИЦАЭ Саратова.

Начался день с профориентационной лекции о композитах «Что общего у самолёта, скейта и гитары?», которую провёл Фёдор Новиков – заместитель директора департамента по связям с общественностью «Росатом Композитные технологии» и основатель проекта «Росатом. Композиты внутри».

«Композитный, или композиционный материал – это неоднородный сплошной материал из двух и более компонентов, которые в сочетании приводят к появлению нового материала с характеристиками, отличными от характеристик отдельных компонентов. У композитов есть армирующий компонент, который определяет прочность, жёсткость и деформируемость материала, и связующая матрица, которая обеспечивает монолитность материала, передачу напряжения и стойкость к различным внешним воздействиям, – рассказал эксперт. – Композитные материалы бывают с полимерной, углерод-углеродной, металлической и керамической матрицей. Армирующий компонент может быть разным по структуре: в виде тонкодисперсных частиц, армированных волокон и нитевидных кристаллов, а также в виде тонких слоёв (плёнок, пластин, тканей)».

Большое внимание Фёдор Новиков уделил углеродному волокну: «Этот материал на 92-99% состоит из атомов углерода и по своим свойствам прочнее стали и легче алюминия. Изобрёл углеродное волокно ещё в 1879 году Томас Эдисон (для нитей в лампах накаливания), но вскоре углеволокно заменил вольфрам. Вторую жизнь углеродные волокна получили в 1960-х годах в США и Японии, где их начали активно исследовать, а в 1980-1990-е годы активно использовать в самых разных отраслях промышленности: в авиации, аэрокосмической промышленности, производстве автомобилей, для спортивных товаров и медицинского оборудования. В СССР в 1970-х годах была разработана технология производства углеродных материалов, и в 1976 году в Саратовской области началось производство углеродных лент. Тогда оно находилось на Балаковском комбинате «Химволокно», а сегодня в Балакове углеродные материалы продолжает создавать ООО «Аргон» (входит в ГК Росатом)».

Спикер подчеркнул, что композитный дивизион «Росатома» включает в себя 17 заводов в 13 регионах России. Эти предприятия изучают новые материалы и технологии, создают углеродные и стекломатериалы, а также выпускают готовые изделия.

После чего гости «ИЦАЭ OPEN» приняли участие в интеллектуальной азартной игре «Адреналин: композитные технологии». Они узнали, какими были композиты в древности, как 170 лет назад появился железобетон и как композиты начали использоваться в автомобилестроении и спортивном инвентаре. Также гости обсудили советские и российские композиты, применяемые в космических аппаратах и ядерных реакторах, для инновационных фильтров и мостов.

Завершающим аккордом «ИЦАЭ OPEN: композиты без границ» стало научно-музыкальное ток-шоу «Квадрат эволюции», где музыка, вокал и композиты сплелись в единое повествование, словно нити ДНК. Об эволюции вокального исполнения гости вечера узнали от Ольги Хотеевой – кандидата культурологии и заведующей отделением «Вокальное искусство» Музыкального училища при Саратовской государственной консерватории им. Л.В. Собинова. А эволюцию композитов и материалов для музыкальных инструментов разобрал Фёдор Новиков.

Ольга Хотеева рассказала о природе звука и о том, почему человек может говорить, петь и вообще звучать: «Голосообразующий орган у человека – гортань. От её положения будет зависеть тембр голоса, сила и объём звука. В гортани же находятся голосовые складки – перламутрово-серые мышечные образования. Из-за сложного строения голосовая складка может менять не только свою длину и толщину, но и колебаться по частям, что обуславливает богатство красок певческого голоса». В конце первого блока Ольга исполнила арию Элизы «Я танцевать хочу» из оперетты «Моя прекрасная леди».

Фёдор Новиков рассказал, что такое композиты. Он отметил, что «это не изобретение современности. Самые древние из находок относятся к 2 600 г. до н.э. – это кусок фанеры в одной из египетских усыпальниц. Один из старейших материалов для строительства домов саман – смесь глины и соломы – тоже по своей структуре композит». Спикер объяснил, что практически все структурные материалы в живой природе являются композитами. В древесине упрочняющая арматура – это целлюлозные волокна, а соединяющая матрица – лигнин и гемицеллюлоза. В костях арматура – волокна коллагена, а матрица – кристаллы гидроксиапатита.

После чего Ольга Хотеева погрузила слушателей в краткую историю эволюции голосового исполнения: «Эволюция человеческого голоса как музыкального инструмента – это долгий и увлекательный процесс, который тесно связан с развитием человеческой цивилизации. Древний человек пользовался голосом в ритуалах, песнопениях, повествовании. В средневековой Европе с распространением христианства появилось музыкальное сопровождение церковных служб. Была не только духовная, но и светская музыка: миннезингеры и трубадуры, труверы и шпильманы, менестрели и жонглёры, которые пели песни о любви и о подвигах. На Руси бродячие музыканты – скоморохи. В эпоху Ренессанса появилась полифония (многоголосие) и мадригалы – песни о любви на родном языке, а не латыни».

В свою очередь Фёдор Новиков рассказал, как производится углеволокно для современных композитов. Он объяснил, как из нефти получается прочный и лёгкий материал для корпуса авиалайнера МС-21, а из песка – 50-метровые лопасти для ветряных электростанций.

Ольга познакомила гостей с разными музыкальными направлениями и жанрами: «В XX веке появилось большее разнообразие вокальных жанров: голос активно использовался в опере, оперетте, мюзикле, джазе, роке, поп-музыке, электронном вокале. Появились микрофоны, усилители, студии звукозаписи – всё это кардинально изменило звучание голоса в современной музыке. В целом эволюция голоса в музыке – это путь от простого, функционального звука к невероятно сложному, разнообразному и эмоционально насыщенному инструменту, способному выразить всю гамму человеческих чувств и идей». В повествование Ольги были вплетены выступления обучающихся музыкального училища: ансамбля «Беседа» отделения «Сольное и хоровое народное пение» (Виссарионова Олеся, Вехова София) и вокального ансамбля отделения «Вокальное искусство» (Сороквашин Александр, Родионов Александр).

Об эволюции материалов для музыкальных инструментов рассказал Фёдор Новиков: «Для создания музыкальных инструментов использовались древесина разных пород и обработки, металлы (медь и её сплавы), кожа, кости, рога, раковины, тростник, даже кишки животных (для струн). Звук таких инструментов был органичным, «живым», но тихим и нестабильным из-за чувствительности к влаге и температуре. После промышленной революции с развитием металлургии, машиностроения и химии для музыкальных инструментов начали активно использовать сталь, серебро и никель, а также эбонит, целлулоид и новые виды дерева. Инструменты стали громче, долговечнее и стандартизированнее. Музыка вышла из салонов в большие концертные залы». XX век эксперт назвал «веком синтетики и экпериментов».

В завершение ток-шоу Ольга Хотеева рассказала об основных стилях современного исполнения, а Фёдор показал примеры карбоновых музыкальных инструментов, которые создаются в Ульяновске компанией «Сажень». Закончили свои выступления Ольга и Фёдор вместе песней Елены Камбуровой «Маленький принц» – Ольга и гости ток-шоу подпевали под игру Фёдора на гитаре.

Гостья «Квадрата эволюции» Татьяна Решетникова, преподаватель факультета искусств СГУ, отметила уникальность научно-музыкального ток-шоу: «Формат мероприятия очень просто невероятный. На вопрос, что же сближает науку и искусство, я нашла такой ответ: та самая творческая составляющая, которую мы наблюдали во время ток-шоу. Без неё невозможны открытия в науке, и без неё не появится искусство».

Фёдор Новиков посетил ИЦАЭ Саратова в рамках проекта «Энергия науки». Это федеральный проект сети ИЦАЭ, направленный на популяризацию науки в регионах. В рамках выездных сессий на площадках российских Информационных центров по атомной энергии организуются лекции и дискуссии с участием ведущих российских ученых, популяризаторов науки, научных журналистов и экспертов, которые рассказывают о самых передовых экспериментах и теориях, открытиях и гипотезах.