Издавна слоновая кость ценилась в качестве материала для изготовления всевозможных художественных изделий. Однако это материал дорогой и редкий, поэтому также издавна предпринимались попытки сделать искусственную слоновую кость. При этом получаемому материалу старались придать не только внешний вид слоновой кости, но и обеспечить ему соответствующие механические свойства. Для этого было нужно с известной долей приближения повторить его структуру. Здесь мы не будем касаться строения зубов (а бивни слона — это чрезмерно развитые зубы), скажем только, что зубы — своеобразный композиционный материал, одни компоненты которого придают ему твердость, а другие воспринимают растягивающие и сжимающие нагрузки. Такое же строение стремятся придать и самодельной слоновой кости.

Конечно там, где не требуется высоких механических качеств материала-заменителя, достаточно соблюсти его внешнее сходство с природным оригиналом, что позволяет упростить технологию его изготовления. Так что, выбирая тот или иной способ получения материала, имитирующего слоновую кость, обычно исходят из предполагаемых условий его эксплуатации. Отметим, что во всех рассматриваемых ниже случаях речь идет об имитации неокрашенной слоной кости — белой или слегка желтоватой. Если же возникает желание иметь окрашенную «кость», его нетрудно реализовать, добавив в еще жидкую поделочную массу краситель соответствующей природы (практически для всех указанных составов подойдут анилиновые красители).

А теперь перейдем к конкретным практическим рекомендациям, позволяющим изготовить «слоновую кость» в домашних условиях. Добавлю, что все предложенные ниже рецепты применялись для подделки слоной кости примерно век назад, когда производство пластмасс только начало развиваться.

Рецепт №1. Одну часть белого шеллака (природная смола животного происхождения, вырабатываемая насекомыми — паковыми червеца-ми) растворяют в четырех частях 14%-го водного раствора аммиака при непрерывном перемешивании в плотно закрытом сосуде (здесь понадобится механическая мешалка» однако можно обойтись и без нее, обеспечив перемешивание компонентов простым встряхиванием сосуда). Температуру внутри сосуда поддерживают в интервале 35...40°С. Процесс растворения занимает около 5 ч. К концу этого срока образуется сиропообразный раствор, к которому добавляют пять частей сухих цинковых белил. Смесь самым тщательным образом перемешивают и растирают до получения совершенно однородной массы. Последнюю несильно прогревают до полного исчезновения запаха аммиака, а затем подсушивают на воздухе, выпожив на стеклянную пластину. Подсушенную (но не сухую) массу формуют.

Можно поступить и иначе — тщательно высушить смесь, измельчить ее в порошок и из порошка прессовать изделия (при давлении 16 атм и температуре 125...130°С). Качество изделий в этом случае будет выше, но обеспечить нужный режим прессования в домашних условиях не так просто. Также отмечу, что состав компонентов здесь и ниже приводится в частях (по массе).

Рецепт №2. Приготовьте смесь из 20 частей буры, 10 частей поташа, 38 частей литопона (минеральная краска на основе сульфида цинка и сульфата бария) и 6 частей асбеста. Сплавьте все компоненты, добавьте в расплав 9 частей сухих цинковых белил и, сохраняя массу жидкой, перемешивайте до достижения однородности, после чего разлейте в формы, предварительно смазанные изнутри маслом.

Рецепт №3. Мелко нарезанную белую бумагу в течение нескольких часов разваривают в воде, растирают, отцеживают и, разложив тонким слоем, сушат на воздухе под натянутой марлей. Получается легкая пушистая бумажная масса. Замешивая ее на воде, готовят однородную не очень густую волокнистую кашу.

Одновременно приготавливают два раствора, причем для одного из них распускают в питре горячей воды 100 г столярного клея светлых сортов, после чего процеживают раствор через ткань, а для другого в литре воды растворяют 50 г алюмокалие-вых квасцов. Далее в большой посудине смешивают 8 частей бумажной каши, 3 части теплого клеевого раствора и 8 частей тоже теплой воды. Сюда же всыпают 10 частей чистого без комков алебастра и перемешивают смесь, пока она не станет совершенно однородной. После этого прибавляют 8 частей теплого раствора квасцов и вновь все перемешивают.

Смазав металлические формы маслом, выливают в них образовавшуюся массу и дают ей загустеть. Затем покрывают формы полотном и прессуют их содержимое. Отжимаемая вода свободно проходит через ткань, в то время как остальные компоненты прессуемого материала задерживаются в форме.

Спустя 20...25 минут по окончании прессования берут киянку, выбивают отливки из форм и быстро отмывают их в горячей воде от масла. Затем изделия высушивают и опускают в разогретую бесцветную мастику для натирки полов, чтобы поверхность материала хорошо пропиталась этим составом. После такой обработки следует сушка. Когда «кость» высохнет, берут мягкую щетку или шерстяную тряпочку и полируют поверхность материала с порошком гипса, пока она не приобретет характерный блеск.

Поделочная масса, получаемая по данному способу, по внешнему виду очень похожа на слойовую кость, но годится только для изготовления различного рода украшений и инкрустации.

Рецепт №4. Пожалуй, один из самых качественных материалов, имитирующих слоновую кость, — неолейкорит. Его легко обтачивать на токарном станке, фрезеровать, сверлить, пилить. Сочетание доступности сырья и большое внешнее сходство полученного материала со слоновой костью делает этот рецепт наиболее привлекательным из всех рецептов, которые приведены в этой статье.

Смешайте 100 частей фенола, 185 частей 40%-го формалина, 75 частей 40%-го раствора едкого натра и 38 частей 50%-й молочной кислоты. Поместите смесь в стеклянную колбу или в другой сосуд, устойчивый к воздействию кислот и щелочей, и поставьте смесь на водяную баню. Закройте сосуд пробкой с установленным в ней обратным холодильником (если нужно сконденсировать пары и вернуть их в зону реакции, применяют обратные холодильники — с восходящим потоком воды; когда же проводят отгонку или перегонку, используют прямые «нисходящие» холодильники). Схема установки приведена на рис. 1. Смесь нагревают в течение 3 ч при температуре 60...70°С.

Образовавшуюся в процесс варки массу обезвоживают под вакуумом, продолжая подогревать ее на водной бане. Вакуум получают с помощью водоструйного вакуум-насоса (рис. 2). Часа через полтора после начала обезвоживания в сосуд добавляют 38 частей 50%-й молочной кислоты, после чего вновь подключают к нему вакуум-насос.

Когда содержимое сосуда станет вязким и на его поверхности появятся большие пузыри, смесь, не охлаждая, переливают в формы, а те помещают в сосуд с чистым минеральным маслом. Этот сосуд ставят в песчаную баню с электрическим подогревом и нагревают смесь в течение трех суток, постепенно доводя температуру от 75°С до 100°С.

К концу указанного срока затвердевшая масса легко отделяется от стенок форм (полученное изделие можно подвергать механической обработке).

Рецепт №5. Растворите в 20 частях теплой воды 4 части желатина, внесите в раствор 4 части гашеной извести, 10 частей каолина и 2 части сухих свинцовых белил, тщательно все перемешайте. Полученную массу заливают в металлические формы и прессуют. Вынутые из форм отливки сушат и лакируют.

Рецепт №6. Измельченный сухой столярный клей светлых сортов всы-

пают в сосуд с раствором сульфата или ацетата алюминия (одна часть соли на четыре части воды) и оставляют набухать. Разбухший клей подсушивают и прессуют. Полученную массу режут и обтачивают, как кость.

Журнал "Сделай сам" №3-04г.

Информация в основном - для промысловиков, изготовляющих украшения из кости и рога как имитацию под слоновую кость. Как сделать имитацию под перламутр и черепаховый панцирь.

Имитация слоновой кости

8 весовых частей белого шеллака растворяют в 32 в.ч. нашатырного спирта, при температуре 35-40 °С (взбалтывая). Через 5 часов добавляют 40 вес.ч. окиси цинка, тщательно перемешивая. Затем удаляют нашатырный спирт нагреванием. Потом смесь сушат на воздухе на стеклянных листах и формуют. Если хотите получить окрашенные в различные тона предметы, то красящие вещества нужно добавить к окиси цинка (цинковых белил).

Изготовление бильярдных шаров: 1 сутки размачивают 800 г столярного клея и 100 г кёльнского клея в 1,2 л воды. Затем нагревают на водяной бане, пока клей не распустится и не исчезнут комки, после чего прибавляют смесь из 50 г шпата (в порошке) и 40 г мела и перемешивая прибавляют 10 г льняного масла.

Деревянный шар соответствующих размеров погружают в массу на 5 минут, затем сушат прилипший клеевой слой, операцию повторяют 3-5 раз, потом оставляют сохнуть 3 месяца. Затем обтачивают и погружают в раствор свинцового сахара и сернокислого алюминия на 1 час, сушат, шлифуют, погружают в раствор формальдегида на 1 час, сушат и полируют.

Изготовление набалдашников, ручек и т.п. Растворяют в 1-1,2 л воды, 200 г желатина до густоты сиропа, добавляют 500 г каолина, 200 г гашеной извести, 100 г свинцовых белил. Красят и покрывают лаком.

Изготовление пуговиц: Столярный клей кладут в 10-20%-ный раствор сернокислого или уксуснокислого глинозема, дают пропитаться, сушат, прессуют и обрабатывают.

Имитация рога

Берут роговые стружки и опилки, размягчают в растворе борной кислоты, мышьяка, разведенных в соляной кислоте, в течении 6 часов. Затем промывают и формуют при температуре 120 °С.

Изготовление черенков, ручек, набалдашников, мундштуков и т.д.: Смесь из 25 г поваренной соли, 50 г винного камня, 500 г поташа, 1 кг извести и 3 л воды кипятят 30-40 минут, затем добавляют роговые отбросы и варят до получения густой массы, выливают в предварительно смазанные маслом деревянные или глиняные формы. При надобности массу можно при выливании окрасить в любой цвет.

Изготовление пуговиц, бус, запонок и т.п.: Отбросы рога, копыт и стружки очищают кипячением в содовом растворе, обмывают, помещают в котел и обливают раствором поташа и извести. Через 2-3 дня масса превращается в студень, ее подогревают, выпаривают и прессуют.

Изготовление расчесок, гребней, заколок и т.п.: На пластинке рога делают выкройку и выпиливают, затем 1 час замачивают в воде и опиливают зубья мелким подпилком, сначала с одной, затем с другой стороны. Затем шлифуют шерстяной тряпочкой, сначала пемзой, затем толченым, липовым углем (трут вдоль волокон рога). Затем полируют фланелью, сначала смоченной в уксусе с добавлением поваренной соли, затем трут золой, потом мелом.

Второй способ имитации рога и изготовление из него пуговиц, пряжек и других дорогостоящих изделий

800 г кремнекислого натрия смешивают с 200 г воды и добавляют пшеничной муки до образования густой кашицы. Массу хорошо перемешивают и оставляют затвердевать, затем ее кладут в формы добавляя нужный краситель. Дальнейшая обработка, как и в предыдущем способе.

Имитация под черепаху

200 г свинцового глета, 100 г извести смешивают с нашатырным спиртом и небольшим количеством уксуса до получения густого теста. Затем этой массой покрывают роговые изделия и сушат на солнце, после чего полируют.

Имитация под перламутр

Изделия из рога погружают на 1-2 часа в горячий 10%-ный отвар катеху, затем в 5%-ный раствор уксуснокислого свинца. Потом немного подсушивают и кладут на 10-15 минут в 2-3% раствор соляной кислоты. Получается серебристо-белый налет с перламутровым отливом.

1. Имитация слоновой кости по Гиатту. Сперва приготовляют раствор из 8 беленого чисто-белого шеллака и 32 аммиака (0,995 уд. веса), для чего обе составные части постоянно встряхивают в течение 5 час. во вращающемся цилиндре; температуру по возможности следует держать на 37,5°. По истечении этого времени происходит полное растворение, и раствор имеет консистенцию жидкого сиропа. В этот раствор прибавляют 40 окиси цинка хорошего качества, и промешивается рукой как можно лучше. Смесь помещают в краскотерку и промалывают. Аммиачную воду, которая уже выполнила свое назначение, лучше всего выпарить нагреванием. Смесь сушится на стеклянных досках на воздухе.

После улетучивания аммиака остаются только окись цинка и шеллака, из которых и приготовляются изделия. Они совершенно высушиваются, еще раз промалываются в совершенно сухой мельнице подходящей конструкции, и полученной мелкой мукой наполняются формы.

В формах давление может доходить до 160 кг на 1 см2, а температура до 125-137,5 °C. Если предмет хотят окрасить, то можно красящее вещество прибавить либо перед первым промалыванием к раствору, либо перед вторым промалыванием к сухой массе.

2. Имитация слоновой кости по Геферу. Связывающим веществом для этой массы служит аммиачный раствор казеина, который приготовляется из 20 казеина и 5 аммиака.

К раствору прибавляется: 42 едкой извести, 15 уксуснокислого глинозема, 5 квасцов, 120 гипса и 10 масла растительного.

Масло примешивается последним. Если из массы хотят изготовить темно окрашенные предметы, то вместо уксуснокислого глинозема берут 75-100 таннина. Когда смесь хорошо вымешена и образует однородное тесто, ее пропускают сквозь вальцы, чтобы образовать пластины любой величины и толщины. Пластины высушивают и втискивают в предварительно нагретые формы или их превращают в очень мелкий порошок, которым заполняют нагретые формы, и подвергают сильному давлению. Вынутые из форм предметы помещают в следующую ванну: 100 воды, 1 светлого столярного клея и 10 фосфорной кислоты.

Обработанные таким образом предметы высушивают, полируют и покрывают раствором белого шеллака.

3. Имитация слоновой кости по Гаррасу. Масса под слоновую кость состоит из столярного клея, целлюлозы и алебастра. При отливке лучше всего употреблять металлические формы, так как они дают более резкие оттиски, чем формы из клея или каучука. из этой массы изготовляются всякого рода украшения, инкрустации для мебели, крышки для альбомов и тому подобные мелкие предметы.

Клеевой раствор приготовляется из 100 г светлого клея в 1 кг воды и фильтруется через полотно. Целлюлозную жижу приготовляют, обливая 50 г хорошо выбеленной целлюлозы, 3,5 кг воды и хорошо растирая, пока не образуется равномерно густая жижа. Затем отдельно растворяют 50 г квасцов в 1 кг горячей воды и дают остыть до умеренной теплоты; если раствору дать сильно охладиться, то квасцы кристаллизируются.

Металлическая форма сперва тщательно смазывается хорошим светлым маслом или смесью из равных частей гусиного и свиного жира. Затем в большом глиняном сосуде смешивают 75 клеевого раствора и 200 целлюлозной жижи, прибавляют 200 воды и 250 редко толченого алебастра, предварительно просеянного через волосяное сито. Все это растирается до тех пор, пока алебастр Совершенно не растворится и не образуется однородная смесь. После этого приливают еще 200 квасцового раствора и хорошенько размешивают. Полученную массу вливают ложкой в металлические формы. Для того, чтобы жидкая масса не выливалась, формы снабжаются железными или деревянными рамами, заключающими рисунок или украшение. Когда масса влита, форму некоторое время потряхивают, чтобы масса равномерно распределилась и не было воздушных пузырьков; затем форму оставляют в покое до тех пор, пока масса не начнет сгущаться. В этот момент форму накладывают влажным куском полотна, кладут на него входящую в рамку деревянную или железную доску, которая должна быть вдвое выше, чем сама рамка, и ставят под пресс и очень осторожно прессуют, причем выделяющаяся под давлением вода выливается. Примешанные квасцы вызывают быстрое затвердевание массы и не дают выделиться клею, так что при медленном равномерном прессовании стекает только чистая вода. Когда масса достаточно спрессована, дают форме постоять еще с четверть часа, а потом выбивают отлитую вещь помощью деревянного молотка. Вынутую из формы вещь немедленно помещают в чистую горячую водяную ванну, чтобы очистить ее от всяких жировых частиц. Затем вещь сушится в сушильной печи, после чего ее кладут в кипящую ванну из равных частей воска и стеарина, чтобы она вся пропиталась. В этом состоянии вещи дают полностью остыть и протирают ее мягкой щетинной щеткой и посыпанным белым тальком, пока не появится блеск слоновой кости.

4. Масса для бильярдных шаров. Дают разбухнуть 90 столярного клея в 110 воды, нагревают в водяной бане и прибавляют 5 кг тяжелого шпата, 4 кг мела и 1 кг вареного льняного масла. В эту массу погружают маленькие, сделанные из той же массы палочки, дают прилипшей массе подсохнуть, снова погружают и так продолжают до тех пор, пока не образуется грубой формы шар. Когда шары через 3 - 4 месяца совершенно высохнут, их соответствующим образом обтачивают на токарном станке, погружают на 1 час в ванну из уксуснокислого глинозема, снова сушат и полируют.

5. Кровяно-костная масса по Пальмеру. Пальмер употребляет связывающим средством для своей массы не чистую бычью кровь, а ту ее составную часть, которая остается, когда крови дают отстояться несколько часов, а затем сливают оставшуюся жидкой часть. Кровяной сгусток, полученный таким образом, состоит из свернувшегося фибрина, который от присутствия кровяных шариков кажется окрашенным в темно-коричневый цвет.

Чтобы из этой субстанции изготовить поддающуюся формованию массу, нужно ее высушить при комнатной температуре до такой степени, что ее можно превратить в порошок. Порошок затем просеивается сквозь тонкое сито и сильно прессуется в нагретых формах. Изготовленные таким образом предметы получаются темно-коричневого цвета, их можно полировать, как каучук.

Давление, которому подвергают массу, зависит от назначения прессуемого предмета. В некоторых случаях, когда дело идет об изготовлении очень устойчивых и прочных предметов, как, например, ролики для мебели, рукоятки ножей, ручки для инструментов, во время прессования, имеющего место при температуре от 95 до 150°C, применяется давление в 40 тонн. Такое сильное давление может быть получено только путем применения гидравлического пресса.

Несмотря на применение сильного давления, состоящая только из одной крови масса очень ломка. Чтобы избежать этого недостатка, к крови примешивают костяную муку и клеевой раствор, служащий связывающим средством для крови. Отношение пропорции между кровяным порошком и костяной мукой приблизительно 5:1, а клея, который должен иметь консистенцию молока, берут десятую часть объема крови. Прибавлением различных красящих веществ можно массу окрасить различным образом. Кровяно-костяная масса очень пригодна для изготовления набалдашников для тростей, дверных ручек, рукояток ножей, а также для фабрикации маленьких предметов - зажигалок и т. д. Если изготовленному из такой массы предмету пришлось бы долго лежать в сырости, то он, возможно, начал бы плесневеть; но можно легко этого избегнуть, если к массе прибавить 0,005 ее веса жженных квасцов и только после этого прессовать ее в формах. Квасцы энергично противодействуют развитию микроорганизмов плесени и гниения.

Медики изИмпериал колледжа в Лондоне утверждают, что им удалось изготовить костный материал, который наиболее похож по своему составу на настоящие кости и имеет минимальные шансы на отторжение. Новые искусственные костные материалы фактически состоят сразу из трех химических соединений, которые симулируют работу настоящих клеток костной ткани.

Медики и специалисты по протезированию по всему миру сейчас ведут разработки новых материалов, которые могли бы послужить полноценной заменой костной ткани в организме человека.

Впрочем, на сегодня ученые создали лишь подобные костям материалы, пересаживать которые вместо настоящих костей, пусть и сломанных, до сих пор не доводилось. Основная проблема таких псевдокостных материалов заключается в том, что организм их не распознает как «родные» костные ткани и не приживается к ним. В итоге, в организме пациента с пересаженными костями могут начаться масштабные процессы отторжения, что в худшем варианте может даже привести к масштабному сбою в иммунной системе и смерти пациента.

Мозговые протезы.

Мозговые протезы -- очень сложная, однако выполнимая задача. Уже сегодня возможно внедрение в человеческий мозг специального чипа, который будет отвечать за кратковременную память и пространственные ощущения. Такой чип станет незаменимым элементом для индивидуумов, страждущих на нейродегенеративные недуги. Мозговые протезы пока еще только тестируются, однако результаты исследований показывают, что человечество имеет все шансы на замену частей мозга в будущем.

Искусственные руки.

Искусственные руки в XIX в. разделялись на «рабочие руки» и «руки косметические», или предметы роскоши.

Для каменщика или чернорабочего ограничивались наложением на предплечье или плечо бандажа из кожаной гильзы с арматурой, к которой прикреплялся соответствующий профессии рабочего инструмент -- клещи, кольцо, крючок и т. п.

Косметические искусственные руки, смотря по занятиям, образу жизни, степени образования и другим условиям, бывали более или менее сложны. Искусственная рука могла иметь форму естественной, в изящной лайковой перчатке, способная производить тонкие работы; писать и даже тасовать карты (как известная рука генерала Давыдова).

Если ампутация не достигла локтевого сустава, то при помощи искусственной руки возможно было возвратить функцию верхней конечности; но если ампутировано верхнее плечо, то работа рукой была возможна лишь через посредство объемистых, весьма сложных и требующих большого усилия аппаратов.

Помимо последних, искусственные верхние конечности состояли из двух кожаных или металлических гильз для верхнего плеча и предплечья, которые над локтевым суставом были подвижно соединены в шарнирах посредством металлических шин. Кисть была сделана из легкого дерева и неподвижно прикреплена к предплечью или же подвижна. В суставах каждого пальца находились пружины; от концов пальцев идут кишечные струны, которые соединялись позади кистевого сустава и продолжались в виде двух более крепких шнурков, причем один, пройдя по валикам через локтевой сустав, прикреплялся на верхнем плече к пружине, другой же, также двигаясь на блоке, свободно оканчивался ушком. Если желают при вытянутом плече сохранить пальцы сжатыми, то это ушко вешают на пуговку, имеющуюся на верхнем плече. При произвольном сгибании локтевого сустава пальцы смыкались в этом аппарате и совершенно закрывались, если плечо согнуто под прямым углом.

Для заказов искусственных рук достаточно было указать меры длины и объема культи, а равно и здоровой руки, и объяснить технику цели, которым они должны служить.

Протезы для рук должны обладать всеми нужными свойствами, к примеру, функцией закрытия и открытия кисти, удержания и выпускание из рук любой вещи, и у протеза должен быть вид, который как можно точнее копирует утраченную конечность. Существуют активные и пассивные протезы рук.

Пассивные только копируют внешний вид руки, а активные, которые делятся на биоэлектрические и механические, выполняют гораздо больше функций. Механическая кисть довольно точно копирует настоящую руку, так что любой человек с ампутацией сможет расслабиться среди людей, а также сможет брать предмет и выпускать его. Бандаж, который крепится на плечевом поясе, приводит кисть в движение.

Биоэлектрический протез работает благодаря электродам, считывающим ток, который вырабатывается мускулами во время сокращения, сигнал передаётся на микропроцессор и протез движется.

Искусственные ноги.

Для человека с физическим повреждением нижних конечностей, конечно же, важны качественные протезы для ног.

Именно от уровня ампутации конечности и будет зависеть правильный выбор протеза, который заменит и сможет даже восстановить множество функций, которые были свойственны конечности.

Существуют протезы для людей, как молодых, так и пожилых, а также для детей, спортсменов, и тех, кто, несмотря на ампутацию, ведёт такую же активную жизнь. Протез высокого класса состоит из системы стоп, коленных шарниров, адаптеров, сделанных из материала высокого класса и повышенной прочности. Обычно при выборе протеза обращают самое пристальное внимание на будущие физические нагрузки пациента и на вес его тела.

С помощью высококачественного протеза человек сможет жить, как и прежде, практически не ощущая неудобств, и даже выполнять ремонт в доме, закупать кровельные материалы и делать другие виды силовых работ.

Чаще всего все отдельные детали протеза делают из самых прочных материалов, к примеру, из титана или легированной стали.

Если человек весит до 75 кг, то ему подбирают более лёгкие протезы из других сплавов. Существуют небольшие модули, специально разработанные для детей от 2 до 12 лет. Для многих людей с ампутацией стало настоящим спасением появление протезно-ортопедических компаний, которые выполняют протезы под заказ для рук и ног, изготавливают корсеты, стельки, ортопедические аппараты.