Пластик может прослужить в природе 1000 лет.-Но почему стекло служит еще дольше?

Пластик является одним из наиболее распространенных загрязнителей, образующихся в результате деятельности человека, и основная причина такой постоянной проблемы заключается в его устойчивости к разложению.

В природе пластику может потребоваться от 200 до 1000 лет, чтобы разложиться естественным путем.-даже простой полиэтиленовый пакет может храниться от 200 до 400 лет, прежде чем полностью разложится. Но вот что удивительно: есть еще один материал, который мы используем каждый день, еще более прочный и долговечный в окружающей среде, чем пластик. Этот материал? Стекло.

Вам может быть интересно, есть ли доказательства того, что стекло долговечнее пластика-, и ответ – однозначное да. Если вы смотрели фильм о-путешествиях во времени, вы, вероятно, видели сцену, где главный герой «изобретает» стекло в древнюю эпоху, удивляя местных жителей и зарабатывая состояние. Но это чистая фантастика. Люди изготавливали стекло на протяжении тысячелетий: еще в 1000 году до нашей эры, более 3000 лет назад, древние египтяне уже овладели искусством выдувания стекла.

Используя стеклодувное дело, египтяне создавали всевозможные замысловатые изделия из стекла. Но даже до этого, -более 1000 лет назад-стеклянные предметы уже существовали. Это означает, что люди производят стекло уже более 4000 лет. Археологи раскопали бесчисленное множество стеклянных артефактов разных периодов времени, и почти все они прекрасно сохранились. Уже одно это говорит нам о том, что тысячи лет почти не оставляют следов на стекле. Но что, если мы перенесемся-еще дальше? Стекло может служить в природе гораздо дольше, чем думает большинство людей.

Чтобы понять, почему стекло такое прочное, нам сначала нужно разобраться, что оно из себя представляет. Стекло в основном состоит из кремнезема (диоксида кремния) и других оксидов и представляет собой аморфное твердое вещество с неправильной структурой. Когда мы говорим «неправильная структура», мы имеем в виду, что атомы внутри стекла расположены, казалось бы, случайным и неупорядоченным образом. Подумайте об этом: жидкости и газы имеют хаотическое молекулярное расположение, в то время как большинство твердых тел,-таких как металлы, такие как железо-, имеют высокоупорядоченную атомную структуру. Стекло — твердое вещество, однако его атомы устроены скорее как жидкость. Как это возможно?

Правда в том, что атомная структура стекла — это хаос со скрытым порядком. В целом атомы выглядят неорганизованными, но если вы увеличите масштаб отдельных атомов, вы увидите, что каждый атом кремния связан с четырьмя атомами кислорода. Выглядит это как толпа из 100 человек на площади: издалека они выглядят хаотичными, но вблизи состоят из небольших организованных групп. Этот тип расположения атомов-беспорядок в большом масштабе и порядок в малом-называется "ближним-порядком". Именно поэтому стекло такое твердое, но при этом легко разбивается.

Эта уникальная атомная структура придает стеклу высокую твердость, но есть еще один ключевой фактор, который делает его практически неразрушимым в природе: его чрезвычайная химическая стабильность. Стекло практически не реагирует ни с какими другими веществами, а это означает, что его практически невозможно подвергнуть естественной коррозии. Вы можете подумать: «Подожди,-плавиковая кислота может разъедать стекло, верно?» Вы не ошибаетесь. Плавиковая кислота реагирует со стеклом, как и сильные щелочи. Но вот в чем загвоздка: в естественной среде не существует ни плавиковой кислоты, ни сильных щелочей.

В природе стекло практически невосприимчиво к химическому повреждению. Единственный способ разрушить его – применить физическую силу-, например, ветровую и дождевую эрозию, истирание песка и геологическую деятельность. Ведь стекло хрупкое. Если вы заметили, что новое окно через несколько лет теряет прозрачность, это потому, что дождь и песок со временем физически изнашивают его поверхность.

Большие куски стекла разбиваются на более мелкие осколки при ударе физической силой. Эти более мелкие кусочки затем изнашиваются еще больше, превращаясь в крошечные гладкие частицы,-в конечном итоге настолько маленькие, что невооруженным глазом их невозможно отличить от песка. Но вот что важно: даже если он такой маленький, он все равно остается стеклом.

Некоторые люди говорят, что стекло может прослужить в природе 1 миллион лет, но на самом деле это преуменьшение. Если стеклянный предмет защищен от физических повреждений, он может прослужить бесконечно-тысячи и даже миллионы лет. Пока существует человеческая цивилизация, это стекло тоже может. Более того, оно может даже пережить нас. И если нас не волнует его форма,-если мы просто рассмотрим само стекло,-оно почти так же старо, как Земля. Даже если физические силы разложат его в невидимую пыль, его химический состав останется прежним. Это все еще стекло.