ЭСБЕ/Исследование прядильных волокон под микроскопом

Материал из Викитеки — свободной библиотеки
Перейти к навигации Перейти к поиску

Исследование прядильных волокон под микроскопом
Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
Brockhaus Lexikon.jpg Словник: Земпер — Имидокислоты. Источник: т. XIIa (1894): Земпер — Имидокислоты, с. 885—889 ( скан · индекс )
 Википроекты: Wikipedia-logo.png Википедия


Исследование прядильных волокон под микроскопом — представляет наилучший путь к их различению. Для этой цели пользуются сложным микроскопом с 1 микрометрическим окуляром и 2 системами объективов, при одной из последних получают полное увеличение в 40—50 раз, при другой — в 350—400. Полезно иметь второй более сильный окуляр без микрометра, что дает возможность выбирать между 4 увеличениями (50, 90, 360 и 600). Помимо рассматривания формы и строения волокон, благодаря микрометрическому окуляру, определяют и размеры их, при чем за единицу измерения принимают миллиметр и 0,001 миллиметра, или 1 ммм (микром-мм). В качестве вспомогательных средств употребляют, между прочим, при очень слабых увеличениях, поляризационный аппарат, состоящий из двух призм — одной, помещаемой под исследуемым предметом (поляризатора), и другой, располагаемой на окуляре (анализатора), и некоторые другие инструменты, как-то: лупу, иглы, скальпель, бритву, пинцеты и ножницы. Если не считать волокон асбеста, мало где применяемых и кроме того редко требующих для своего определения помощи микроскопа, остальные технически употребительные волокна доставляются царством растительным и животным. Растительные волокна распадаются на две резко различающиеся между собою группы: волоскообразные, как хлопок и ему подобные, и лубяные, как лен, пенька, джут, рами и им подобные.

Хлопчатобумажные волоконца — не что иное, как простые удлиненные клеточки [1], как бы трубочки с однородными, прозрачными, мелкоморщинистыми стенками и с внутренним каналом, заполненным при основании желтым смолистым веществом. Каждое элементарное волокно является под микроскопом с одного конца (основания) оборванным — результат отделения от семени, другой же бывает крайне различного очертания (остроконическим, лопатовидным, округлым, колбообразным и т. д.). Вообще по внешнему виду хлопок представляет очень большое разнообразие (фиг. 1, увелич. 340).

Фиг. 1.

Низкосортное волокно имеет вид широкой (ширина превышает толщину в 3—5 раз), мелкозернистой, к концам суживающейся ленты, нередко винтообразно скрученной (b — места перегиба), с каналом а, ширина которого достигает 3/5, даже 2/3 общей ширины волокна. У тонких высоких сортов волокна мало сплющены, слабо скручены и имеют очень узкий канал, просвечивающий между блестящими несколько загнутыми краями; иногда волокна бывают почти цилиндрическими, подходя, таким образом, по форме к льняным. Внутренняя полость, помимо воздуха, содержит еще в виде тонкой кожицы высохшие белковые вещества, заполнявшие всю эту полость до созревания растения. Внешнюю часть хлопчатобумажного волокна составляет кутикула, гладкая или шероховатая (матовые сорта), тонкая или толстая в зависимости от рода хлопка, остающаяся, как u названная кожица, нерастворимой при обработке волокна реактивом Швейцера или разбавленной серной кислотой, под действием которых легко распадается клетчатка, образующая стенки волокна (подр. в ст. Волокна растений). При микроскопическом И. сорта хлопка различают друг от друга главным образом по характерным для каждого сорта складкам или штрихам, а также по тому, какая часть волоска покрыта бороздками или скручена, а равно и по степени скрученности в его средине. Что касается длины и тонкости, то в этом отношении не только волоски одного какого-нибудь сорта, вообще говоря, не схожи между собою, но даже на одном и том же, несколько яйцеобразном, семечке волоски, сидящие на широком конце его, отчасти короче покрывающих другой конец. Так называемые мертвые хлопчатобумажные волоконца — плоски, без внутреннего канала, неизвиты и прозрачны, как стекло. Длина волосков хлопка меняется в пределах 8—53 мм, ширина 12—42 ммм (здесь разумеется размер, соответствующий наиболее широкой части — средине), толщина (собственно ширина краев у желобчатых волосков) 4,5—8,2 ммм извитость хлопчатобумажного волокна и его желобчатая форма (вследствие утолщения и загиба краев) обусловливают легкость изготовления пряжи из хлопка.

Элементарное лубяное волокно льна (фиг. 2, увелич. 200 и 400), состоящее из чистой клетчатки, в нижней и средней своей части приближается по форме к цилиндру, вверху же — остроконечно (с медленно суживающимся конусообразным концом), или совершенно гладко на всем протяжении, или покрыто продольными полосками, поперечно-направленными трещинами и коленными уступами b, благодаря чему оно кажется как бы сочлененным; внутренний канал а, по большей части почти совершенно заполненный протоплазмой, является под микроскопом в виде узкой желтой линии.

Фиг. 2.

И. поперечных сечений, представляющих косоугольные многоугольники, показывает, что держатся или малочисленными группами, неплотно прилегая друг к другу, или совсем раздельно, при чем полость а кажется желтой точкой. Наибольший диаметр льняного волоконца колеблется между 12—26 ммм (особенно часто 15—17 ммм), длина же меняется от 4 до 66 мм (чаще от 25 до 30 мм), превосходя диаметр приблизительно в 1200 раз.

Волоконца (отдельные, слегка одеревеневшие лубяные клеточки) пеньки (фиг. 3, увелич. 325) менее равномерны в отношении диаметра, чем таковые же льняные.

Фиг. 3.

Широкая сравнительно полость а принимает вид линии с приближением к верхнему концу волокна; в виде линии — нередко с разветвлениями — представляется она и в поперечном сечении. Так же часто, как у льна, встречаются поперечные трещины, коленные уступы b, продольные бороздки. Концы — тупы, с очень толстыми стенками, иногда имеют отростки с. Поперечные сечения всегда образуют плотные группы, при чем каждое сечение характеризуется округленным контуром и образованными из многих слоев стенками. Длина элементарного волокна 5—55 мм (особ. часто 15—25 мм), диаметр 16—50 ммм (особ. часто 22 ммм), так что отношение длины к диаметру равно приблизительно 1000. Главные отличия пенькового волокна от очень сходного с ним, как видели, льняного, сводятся к следующему: 1) льняные волокна не образуют таких плотных пучков; 2) контуры поперечных сечений пеньковых волокон, при обработке их йодом и серной кислотой, окрашиваются в желтый цвет, чего не бывает у льна; 3) внутренний канал у льняного волокна почти всегда содержит протоплазму, у пенькового же — крайне редко; 4) у каждого волокна — своя форма концов.

Джутовое волокно (фиг. 4, увелич. 325), обыкновенно сильно одеревеневшее, совершенно гладко, т. е. без всяких колен и борозд; полость а, кроме некоторых пунктов b, где суживается почти до исчезновения, на всей остальной длине до конца включительно так же широка, как и стенки, или еще шире. Поперечные сечения — многоугольны и располагаются обыкновенно группами, при чем узкие пластинки d, разделяющие эти сечения и образующие узловидные утолщения е, в случае обработки йодом и серной кислотой, окрашиваются темнее прочих частей; полость же а представляется кругом или овалом. Длина волокна 1,5—5 мм (особенно часто 2 мм), ширина 20—25 ммм (особенно часто 22,5 ммм); отношение длины к ширине не превышает 90.

Фиг. 4. Фиг. 5.

Волокно рами (фиг. 5, увелич. в 340 раз), или китайской крапивы (рами есть ее малайское название), состоит, подобно льняному, из чистой клетчатки. Не один раз на своем протяжении меняется оно в отношении ширины, становясь в наиболее широких местах лентообразным, и кроме того очень часты колена b, продольные и поперечные трещины с, продольные борозды; внутренний канал выдается своей шириной по всему волокну, только у верхнего и тупого конца его принимает вид нити. Поперечные сечения держатся раздельно, продолговаты, с постоянно открытой полостью а и с резким очертанием образующих стенки наслоений (d — внутренний слой стенки). Длина волокна — 60—250 мм (особенно часто 120 мм), ширина — до 80 ммм (особенно часто 50 ммм); отношение длины к ширине достигает 2400. При обработке йодом и серной кислотой, хлопок, лен, пенька, рами получают синеватую, фиолетовую, или зеленоватую окраску, джут же — желтоватую. Волосы большинства животных состоят обыкновенно из 3 слоев: наружного с разновидными роговыми чешуйками; — клеточками эпидермы, среднего или коркового слоя с длинными веретенообразными клеточками (плотно между собой соединенными) и сердцевидного с крайне разнообразными рыхлыми клеточками. В поперечном разрезе эти слои ясно отличаются один от другого, а обрабатывая их серной кислотой и щелочами, легко разъединить и отдельные клеточки. Так как из всех видов волос и шерсти действительно важное значение в прядильно-ткацкой промышленности имеет только овечья шерсть, мы коснемся микроскопической характеристики только этой последней, тем более что многочисленные сорта ее представляют крайнее разнообразие по своим особенностям. Отдельные шерстинки бывают 2—50 см длиною [2], 50—100 ммм толщиною [3], то совершенно прямые, то равномерно или неравномерно, крупно или мелко извитые, то матовые, то блестящие, с сердцевинным слоем и без него. Чешуйки, образующие наружный слой, встречаются и совсем плоские, и несколько вогнутые, и равносторонние, и продолговатые, часто полуцилиндрические или цилиндрические; при этом либо размещаются одна возле другой совершенно плоско, либо перекрывают друг друга в виде черепицы. Форма и расположение чешуек влияет, между прочим, на степень блеска шерсти: плотно прилегающие чешуйки, сильно отражая свет, дают шелковистый блеск; крутые, напротив, рассеивают свет неправильно, и потому шерстинки кажутся мало блестящими. Иногда корковый слой — совсем тонок, иногда же расширяется почти во весь волосок; бывает как без полосок, так и с узкими или широкими, правильно или неправильно расположенными полосками. Сердцевина, если только она имеется, может быть и очень узкая, и достигающая 4/5 ширины волоска; состоит из 1—4 рядов круглых или продолговатых клеточек, заполненных мелкозернистой массой и воздухом, и под микроскопом представляется более темной, сравнительно с остальными частями. Естественные верхние концы волосков, находимые только в ягнячьей шерсти, не имеют сердцевинного слоя; их лубяные клеточки испещрены резкими полосками, а полуцилиндрические или цилиндрические чешуйки эпидермы располагаются черепицеобразно. В поперечном разрезе шерстянка имеет по большей части овальную форму, нередко также бывает с одной или нескольких сторон приплюснута, и только у тонкорунных овец приближается к правильной округлой форме. Цвет (белый, редко серый, бурый, черный); прозрачность и блеск шерстинок зависят от зернышек пигмента, образующих кое-где скопления в сердцевинном слое и распределяющихся продольными рядами в корковом. Поперечные уступы, образующиеся на волосках вследствие черепицеобразного расположения чешуек, обусловливают цепкость этих волосков, которая, в связи с их извитостью и эластичностью, определяет пригодность шерсти к изготовлению войлочных тканей. Фиг. 6-я (увелич. 340) дает под микроскопом несколько изображений волосков (на некоторой длине).

Фиг. 6.

1) тончайшей благородной мериносовой шерсти (А), 17 ммм толщины, без сердцевины (постоянный признак этой шерсти), с почти цилиндрическими чешуйками и с продольными полосками на корковом слое в нижней части волоска; 2) шерсти матки из породы Рамбулье (В), сходной вообще по микроскопическим признакам с предыдущей, но с более резкими полосами; 3) длинной и грубой шерсти (так назыв. ости), с несколько вогнутыми плоско лежащими одна возле другой чешуйками а (С), с сердцевинным слоем с или с отдельными группами сердцевинных клеточек b.

Закончим микроскопическое исследование прядильных волокон характеристикой самого ценного из них — шелка (фиг. 7-я, увелич. 340), или блестящей паутинообразной нити, выделяемой червяком тутового шелкопряда (Bombyx mori).

Фиг. 7.

Такая — более или менее сплюснутая — нить (длина доходит до 3700 м, наибольшая ширина 20—25 ммм) заключает собственно две округлые нити а, состоящие из особого шелкового вещества «фиброина», которые облекает слой (b) так называемого шелкового клея (серисина). Фиброиновые ниточки крепки и эластичны, покрывающая же их оболочка в сухом состоянии хрупка; поэтому от сгибания или растягивания двойной шелковинки в клеевом ее слое легко образуются поперечные трещины, а иногда отпадает и целая часть; при укорачивании элементарных ниточек, вследствие затвердения шелка, получаются на том же слое поперечные складки; наконец, по причине сильной липкости серисина во влажном состоянии, на поверхности шелковинок встречаются приставшие местами пылинки и т. п. (с). При обработке шелковинок хромовой кислотой, на них обнаруживаются весьма тонкие продольные черточки d. Клеевая оболочка бывает и совершенно равномерно и правильно распределена, при чем остается гладкой и чистой на всем протяжении, но бывает также, помимо названных трещин и складок, снабжена целыми придатками того же состава. Цвета обыкновенного шелка — белый, светло-желтый, ярко-желтый, порой красноватый; пигмент заключается отчасти в клеевом слое, отчасти в элементарных ниточках (желтый весь содержится в клеевом слое, почему при удалении последнего шелк становится белым). Посредством варки шелка в мыльной воде растворяют наружный клеевой слой, выделяя тем самым элементарные шелковинки а — мягкие, блестящие, с ярким белым цветом. Под микроскопом шелковинки представляются в разном виде, смотря по тому, из каких слоев кокона они взяты. На фиг. 7-ой слева изображены в продольном виде и поперечном сечении: 1) двойная сырцовая нить высшего качества, взятая из средних лучших слоев, и 2) выделенная из нее посредством варки элементарная ниточка а; справа изображена двойная сырцовая нить плохого качества, так называемого хлопчатого шелка, добываемого из внешних и внутренних слоев кокона, и сопоставлены поперечные сечения нити в наружных (верхнее), средних (среднее) и внутренних (нижнее) слоях. Для отличия обыкновенного или настоящего шелка от других сортов, доставляемых другими гусеницами той же породы шелкопрядов (Bombyx), применяется с успехом поляризационный аппарат.

Литература. W. v. Nathusius-Königsborn, «Das Wollhaar des Schafes in histologischer und technischer Beziehung» (Б. 1866); J. Wiesner, «Einleitung in die technische Mikroskopie» (1867); Wiesner und Prasch, «Ueber die Seiden in Mikroskop. Untersuchungen» (1872); J. Wiesner, «Rohstoffe des Pflanzenreiches» (B. 1873); M. Vétillard, «Etudes sur les fibres végétales textiles» (П. 1876); Fr. v. Höhnel, «Ueber pflanzliche Faserstoffe» (B. 1884); Fr. v. Höhnel, «Die Mikroskopie der technisch werwendeten Faserstoffe» (B., 1887).

П. Копосов. Δ.

Примечания[править]

  1. Собственно отдельные, вытянутые в виде волосков, клеточки наружной кожицы семян, которые эти волоконца покрывают.
  2. Ввиду свойственной волоскам шерсти извитости, следует заметить, что здесь разумеется длина вытянутого волоска, превосходящая длину невытянутого в 1,25—2,25 раза
  3. В этом отношении замечаются значительные колебания даже у одной и той же овцы (12—85 ммм)