Семь металлов принято называть доисторическими: золото, серебро, медь, железо, свинец, олово и ртуть. Роль меди в становлении цивилизации особенная. Она открыла эру металлургии и дала миру первый сплав. Знаменитый американский ученый Г. Л. Морган писал, что с открытием металлургии меди борьба за цивилизацию была на девять десятых выиграна. С ее помощью человечество перешло на более высокий уровень технической вооруженности, что стало водоразделом между дикостью и цивилизацией.
За тысячелетия своей истории первобытный человек научился мастерски придавать камню форму различных орудий труда, доводя их до остроты бритвы. Что же заставило перейти его на металл? Чтобы положить конец многочисленным спорам, ученые провели натурные испытания каменных и медных инструментов. И оказалось все просто: медный инструмент, хоть и не давал бритвенной остроты, оказался в несколько раз эффективнее и производительней, чем каменный, который быстро выходил из строя.
А вот почему медь, а не железо? Самородки, доступные месторождения, низкая температура плавления. И только освоив азы металлургии и обработки металла на основе меди, человечество смогло освоить обработку более трудного в металлургическом отношении железа. Многие тысячелетия медь и бронза была основой материальной культуры и искусств.
Каменный век сменился медным, а он в свою очередь – бронзовым. Не везде этот процесс происходил одновременно. Коренное население Америки пережило переход от каменного века к металлу всего 400 лет назад. А в Древнем Египте медный век наступил в 4 тысячелетии до н.э.: 2 млн. 300 тысяч каменных блоков, из которых примерно 5000 лет назад была сложена 147 метровая пирамида Хеопса – добыты и обтесаны медным инструментом.
Медный век длился около тысячи лет – вдвое меньше, чем бронзовый. Характерно, что в Греции культура меди зародилась позже, чем в Египте, а бронзовый век наступил раньше. Так как «оловянный камень» они добывали иногда там же, где и медную руду. Открытие бронзы произошло по-видимому случайно, однако большая твердость и относительная легкоплавкость ( с 1083°С для меди до 960°С для бронзы ) позволили бронзе вытеснить медь из многих сфер.
Искусство выплавки и обработки меди и бронзы от греков унаследовали римляне. Они получали медь из Галлии и Испании, и продолжали добычу медной руды (начатую греками) на Крите и Кипре. Кстати, с названием последнего острова связывают латинское имя меди – «купрум». А медный сплав из города-порта Бриндизи ( в античности – Брундизий ) стали называть бронзой. У древних племен, населявших европейскую часть нашей страны слово «смида» обозначало любой металл вообще. Именно от этого слова, как полагают, произошло русское название меди.
Освоение металлургии меди позволило производить металлические орудия труда в промышленном масштабе. Это способствовало развитию производительного труда и созданию развитой цивилизации Древнего Мира. Некоторыми ее достижениями мы до сих пор гордимся и восхищаемся.
Опыт накопленный в металлургии меди позволил в бронзовом веке освоить более трудное в добыче и обработке железо. Но самое главное – открыть углеродистые сплавы – стали, обладавшие большей твердостью и прочностью. Во 2-1 вв. до н.э. оружие римлян делалось уже в основном из железа, но в производстве предметов домашней утвари все еще преобладала медь и бронза.
Но отобрать славу лучшего литейного металла у бронзы не удалось даже чугуну. В Средние Века бронза становится стратегическим металлом – из нее льют пушки. Исчезновение рыцарской конницы в Европе, мощь военного флота Великой Британии, лихие набеги карибских пиратов, сила сухопутных армий европейских королей – все это невозможно без бронзовых пушек. «Бог войны» – так прозвали артиллерию в русской армии.
Есть сугубо мирная сфера жизни, в которой медь со дня своего появления на свет не расстается с человеком на протяжении многих тысячелетий: ее сразу стали использовать для обмена и торговли. Даже само изобретение денег происходило благодаря существованию меди. С тех пор медные деньги и монеты не покидают человеческих рук уже более трех тысячелетия. А оставшиеся с глубины веков медные нумизматические раритеты оцениваются дороже, чем на вес золота.
В научной периодизации исторических эпох «второго медного века» не найти. Но открытие электричества можно смело назвать началом второго медного века. Потому, что использование электричества, невозможное без меди, второй раз в истории цивилизации коренным образом изменило жизнь людей, произвело эволюционный переворот, сравнимый по своей значимости с переходом от каменного века к цивилизации.
Использование электрических машин и широкое использование электрической энергии, теперь неразделимое с медью, позволило провести техническое и технологическое перевооружение индустрии и создать высокопроизводительную современную промышленность. Мало того, что технологическая и индустриальная мощь человечества возросла невообразимо, это породило научно-техническую революцию, затронувшую все сферы жизни.
Миллионами километров медных проводов опутан ныне земной шар. Неустанно гудят обмотки трансформаторов и электрических машин. Освещение, транспорт, связь, информация; современная жизнь и промышленность немыслимы без электричества. И это все – медь, и не только потому, что этот уникальный металл – лучший проводник электричества, незначительно уступающий лишь драгоценному серебру, а в виде своих некоторых сплавов наоборот, великолепный непроводник.
В судостроении, авиастроении и радиотехнике, машиностроении, химической промышленности и сельском хозяйстве служит людям медь и ее сплавы. Медь нужна почти всем отраслям, она определяет уровень технологического развития промышленности. Ее добыча, выплавка, потребление неуклонно растут во всех высокоразвитых странах. Среди цветных металлов, медь по уровню потребления уступает только алюминию. Степень ее использования в хозяйстве является важнейшим показателем уровня промышленно- экономического развития той или иной страны. Медь снова стратегический металл.
В машиностроении используют уникальную теплопроводность меди, ее пластичность и механическую прочность при очень низких температурах, высокие антифрикционные качества и коррозионную стойкость. Медь легко соединяется пайкой. Превосходные литейные качества бронз востребованы с древнейших времен. Медь дает уникальное количество сплавов обладающих разнообразными свойствами, без которых не может обойтись ни одна технологически развитая отрасль.
С давних пор медь используется как кровельный материал. Пластичность позволяет получать цельнотянутые трубы, в том числе для применения в сантехнике. Часть меди используется для производства химических соединений. Медные соединения имеют обширный диапазон применения: как фунгициды и инсектициды, добавки к корму, химические удобрения и катализаторы для химических реакций. Соединения на основе меди используются как красители при производстве стекла, керамических изделий, фарфора и текстиля.
Но использование меди одной только промышленностью не исчерпывается. Медь входит в самые сокровенные первокирпичики всего живого – белки, играя особую роль в живых организмах растений, животных, человека. Медь участвует в процессах кроветворения и ферментативного окисления. Способствует эмбриональному развитию и функционированию иммунной системы. Она входит в состав некоторых ферментов – лактозы, оксидиазы и многих других.
Ферменты меди «ответственны» за выработку пигментов, поэтому обесцвечивание волосяного покрова, также как и замедление его роста, признак недостатка меди в организме. На сегодняшний день главный биологический секрет меди раскрыт – она катализирует важнейшие ферментативные процессы в живых организмах. У человека деятельность половых, щитовидной желез, гипофиза, надпочечников активизируются медью.
Медь нужна и растениям. Это один из важнейших микроэлементов, участвующих в процессе фотосинтеза и влияющих на усвоение растениями азота. Медные удобрения содействуют синтезу соединений, которые повышают морозоустойчивость растений и помогают им удерживать влагу. Обычно медь вносят в почву в виде соли – медный купорос. Имеются и «медные» ферменты работающие в растениях: лакказа, аскорбиноксидаза, и другие. Раствор медного купороса также используют для протравливания семян перед посевом, он особенно эффективен против низших организмов, уничтожает споры плесневых грибков.
В природе известно до 250 минералов, содержащих медь. В своем подавляющем числе они необычайно красочны: синий азурит, красный куприт, золотистый халькопирит, изумрудно-зеленый, в разводах малахит, черный тенорит. Из них особой популярностью пользуется малахит, применяемый как поделочный камень – знаменитый на весь мир «малахитовый зал» в Эрмитаже является уникальным в своем роде. Малахит настолько вошел в моду, что промышленные разработки самого красивого в мире уральского малахита оказались уже практически исчерпанными.
Медь продолжает жить в древнейших и новых творениях ваятелей. Великое искусство скульптуры невозможно представить без бронзы. Легкость обработки меди и ее сплавов, позволяет мастерам добиваться разнообразия фактуры, тщательности проработки деталей, тонкой моделировки форм. В 13 веке японский храм Тодайдзи прославила уникальная четырехсоттонная скульптура Будды, целиком отлитая из бронзы. Из глубины веков в замечательных скульптурах Праксителя, Фидия, Лисиппа, до нас дошли великие образцы античного искусства, замечательного мастерства работы с медью ( к сожалению, часть из них сохранилась только в римских мраморных копиях).
Непревзойденный в певучести голос меди звучит в разнообразнейших музыкальных инструментах. Духовые оркестры во многих странах имеют своих давних и преданных поклонников. Самым же меднозвучным инструментом издавна считается колокол. Не случайно перезвон колоколов в России называют «малиновым». А русскую тройку, ставшую почти национальным символом, невозможно представить без валдайских колокольчиков и бубенцов. Признанными мастерами в литье колоколов были русские умельцы. Это было не столько ремесло, сколько искусство, занятие которым вызывало уважение.
Судьба меди удивительна, она изобилует интереснейшими фактами и сенсационными открытиями. Но у меди есть не только замечательное прошлое и настоящее, но и многообещающее будущее. Не смотря на столь давнее знакомство с человеком, медь и ее сплавы, каждый раз демонстрируют новую, востребованную сторону своих дарований.
Научно-техническая революция XX века сделала нашу Землю настолько «маленькой», что выросшее человечество реализуя свои мечты, стремится покинуть свою обитель и устремиться во Вселенную. С космическим холодом Пространства звездным кораблям помогут справиться медные холодостойкие сплавы, как в свое время парусники не обходились без латунных и бронзовых частей. И когда наступит время и человечество перейдет в космическую эру своего развития, возможно ее назовут «третьим медным веком»?