Dabā plastmasa var izturēt 1000 gadus-Bet kāpēc stikls kalpo vēl ilgāk?

Plastmasa ir viens no visizplatītākajiem cilvēka darbības radītajiem piesārņotājiem, un galvenais iemesls šādai pastāvīgai problēmai ir tās izturība pret noārdīšanos.

Dabā plastmasa var dabiski sadalīties 200–1000 gadu laikā,-pat vienkāršs plastmasas maisiņš var aizkavēties 200–400 gadus, pirms tā pilnībā sadalās. Bet šeit ir kaut kas pārsteidzošs: ir vēl viens materiāls, ko mēs lietojam ikdienā, kas ir vēl izturīgāks un iztur vidē daudz ilgāk nekā plastmasa. Tas materiāls? Stikls.

Jums varētu rasties jautājums, vai ir kāds pierādījums tam, ka stikls iztur ilgāk nekā plastmasa,{0}}un atbilde ir nepārprotami jā. Ja skatījāties filmu par ceļojumu laiku-, iespējams, esat redzējis ainu, kurā galvenais varonis senā laikmetā "izgudro" stiklu, sajūsminot vietējos iedzīvotājus un nopelnot bagātību. Bet tā ir tīra fikcija. Cilvēki ir izgatavojuši stiklu tūkstošiem gadu: jau 1000. gadā pirms mūsu ēras, vairāk nekā pirms 3000 gadiem, senie ēģiptieši jau bija apguvuši stikla pūšanas mākslu.

Izmantojot stikla pūšanu, ēģiptieši radīja visu veidu sarežģītus stikla traukus. Bet pat pirms tam-vairāk nekā 1000 gadu agrāk-stikla objekti jau pastāvēja. Tas nozīmē, ka cilvēki stiklu ražo vairāk nekā 4000 gadu. Arheologi ir atklājuši neskaitāmus stikla artefaktus no dažādiem laika periodiem, un gandrīz visi no tiem ir lieliski saglabājušies. Tas vien liecina, ka tūkstošiem gadu tikko neatstāj pēdas uz stikla. Bet ko darīt, ja mēs{11}}pasteidzamies vēl tālāk? Stikls dabā var kalpot daudz ilgāk, nekā vairums cilvēku saprot.

Lai saprastu, kāpēc stikls ir tik izturīgs, mums vispirms ir jāsadala, kas tas ir. Stikls galvenokārt ir izgatavots no silīcija dioksīda (silīcija dioksīda) un citiem oksīdiem, un tas ir amorfa cieta viela ar neregulāru struktūru. Kad mēs sakām "neregulāra struktūra", mēs domājam, ka atomi stikla iekšpusē ir sakārtoti šķietami nejaušā, nesakārtotā veidā. Padomājiet par to: šķidrumiem un gāzēm ir haotisks molekulārais izkārtojums, savukārt lielākajai daļai cieto vielu -piemēram, metālu, piemēram, dzelzs- ir ļoti sakārtotas atomu struktūras. Stikls ir cieta viela, tomēr tā atomi ir vairāk sakārtoti kā šķidrums. Kā tas ir iespējams?

Patiesība ir tāda, ka stikla atomu struktūra ir haoss ar slēptu kārtību. Kopumā atomi izskatās neorganizēti, taču, tuvinot atsevišķus atomus, jūs redzēsit, ka katrs silīcija atoms ir saistīts ar četriem skābekļa atomiem. Tas izskatās kā 100 cilvēku pūlis laukumā: no attāluma viņi izskatās haotiski, bet tuvplānā tie sastāv no mazām, organizētām grupām. Šāda veida atomu izkārtojuma-traucējumi lielā mērogā, secība mazā mērogā-tiek saukta par "īsa attāluma-kārtību". Tas ir arī iemesls, kāpēc stikls ir tik ciets, taču tik bieži var saplīst.

Šī unikālā atomu struktūra piešķir stiklam tā augsto cietību, taču ir vēl viens svarīgs faktors, kas padara to gandrīz neiznīcināmu dabā: tā ārkārtējā ķīmiskā stabilitāte. Stikls gandrīz nereaģē ar citām vielām, kas nozīmē, ka tas gandrīz neiespējami dabiski korodēt. Jūs varētu domāt: "Pagaidiet,{2}}fluorūdeņražskābe var korozēt stiklu, vai ne?" Tu nekļūdies. Fluorūdeņražskābe reaģē ar stiklu, un var arī spēcīgi sārmi. Bet šeit ir āķis: dabiskajā vidē nav ne fluorūdeņražskābes, ne spēcīgu sārmu.

Dabā stikls būtībā ir imūns pret ķīmiskiem bojājumiem. Vienīgais veids, kā to nojaukt, ir ar fizisku spēku,{1}}piemēram, vēja un lietus eroziju, smilšu noberšanos un ģeoloģisku darbību. Galu galā stikls ir trausls. Ja pamanījāt, ka pēc dažiem gadiem jauns logs zaudē savu dzidrumu, tas ir tāpēc, ka lietus un smiltis laika gaitā fiziski nolieto tā virsmu.

Lieli stikla gabali saplīsīs mazākos lauskas, ja tos skars fiziski spēki. Šie mazākie gabali tiks nolietoti vēl vairāk, kļūstot par sīkām, gludām daļiņām-galu galā tik mazas, ka tās ar neapbruņotu aci nevar atšķirt no smiltīm. Bet šeit ir galvenais: pat ja tas ir tik mazs, tas joprojām ir stikls.

Daži cilvēki saka, ka stikls dabā var kalpot 1 miljonu gadu, bet patiesībā tas ir nepietiekami. Ja stikla priekšmets ir pasargāts no fiziskiem bojājumiem, tas var kalpot bezgalīgi-tūkstošiem, pat miljoniem gadu. Kamēr pastāv cilvēku civilizācija, arī šis stikls var. Patiesībā tas varētu pat mūs izturēt. Un, ja mums ir vienalga par tā formu,-ja ņemam vērā tikai pašu stiklu,-tas ir gandrīz tikpat vecs kā Zeme. Pat ja fiziski spēki to sadala neredzamos putekļos, tā ķīmiskais sastāvs paliek nemainīgs. Tas joprojām ir stikls.