Химия человека. Как железо помогает нам дышать, калий – видеть, и другие секреты периодической таблицы - Анья Рёйне Страница 30

Какие еще материалы можно сделать из молекул углерода, которые производят на свет растения и животные, – тут ограничить нас способна только фантазия. Но дешевый пластик, в изобилии окружающий нас, сегодня появляется не из того, что растет на земле. Кирпичики моей зубной щетки родились миллионы лет назад.

Умершие животные и растения не всегда превращаются в породу. Когда органический материал попадает в болота, на дно озера или океана, зачастую там недостаточно кислорода, чтобы микроорганизмы разрушили крупные молекулы углерода. Со временем останки живых существ покрывает постоянно увеличивающийся слой пыли, песка и щебня – они перемещаются в глубь земной коры. Там давление и температура увеличиваются, и крупные молекулы углерода начинают дробиться на более мелкие кусочки. Примерно на 3-километровой глубине молекулы сильно уменьшаются: то, что когда-то было твердым веществом, начинает превращаться в жидкость. Зачастую останки крупных организмов, таких как динозавры и деревья, до этой стадии не доходят. Они превращаются в уголь. Останки водорослей и других мелких существ, обитавших в океане, могут стать нефтью ^[186]. Кроме того, при нагревании органического материала всегда образуются мелкие молекулы, которые станут тем, что мы зовем природным газом.

Когда люди начали добывать нефть и использовать ее для получения энергии, многие химики экспериментировали с созданием пластика из имеющихся в нефти углеродных соединений. В 1907 году американцу Лео Бакеланду первому удалось сделать пластик из ископаемого сырья ^[187]. Это произошло в специальной лаборатории, построенной у него на заднем дворе. Новый материал он нескромно назвал в честь себя – «бакелит». Бакелит твердый, его можно заливать в формы и использовать во многих сферах – среди прочего как изоляцию для электрических компонентов и производства автозапчастей, телефонов и зубных щеток.

Постепенно появился почти бесконечный ряд синтетических пластиковых материалов, созданных на нефтяной основе ^[188]. Их общая черта: им можно придать высокую прочность, они дешевле, чем их собратья на природной основе, их можно изготовить в очень большом объеме. В отдельных товарах полимеры из целлюлозы еще тогда заменили такие природные полимеры, как шелк, слоновая кость и рог, а сейчас синтетические материалы взяли всю работу на себя. За XX век пластиковые материалы стали применять всё активнее: формованный пластик, пластиковая пленка, волокна, слоистый пластик, клей и покрытие для поверхностей.

Пластиковые материалы далеко не всегда состоят лишь из крупных молекул углерода. Зачастую они содержат и другие материалы, например частички сажи, известь, глину или древесную пыль: они придадут материалу прочность или иные свойства. Также в пластиковые материалы нередко примешивают волокна различных типов: принцип тот же, что и у армирующей стали в бетонных конструкциях. Хороший пример – применение стекловолокна вместе с такими пластиковыми материалами, как полиэфиры или эпоксидная смола: их используют для отливки прочных, легких предметов – корпусов лодок и лопастей ветрогенераторов.

Сегодня ежегодно производится почти 400 миллионов тонн пластика ^[189]. Для сравнения: потребление нефти в мире превышает 4 миллиарда тонн ^[190]. Следовательно, из всей выкачиваемой нами нефти на пластик идет лишь десятая часть. В то же время количество пластика, произведенного за последние 150 лет, стало значительным, не говоря уж о том, что он повсюду бросается в глаза.