پلاستیک می تواند 1000 سال در طبیعت دوام بیاورد-اما چرا شیشه حتی بیشتر دوام می آورد؟

پلاستیک یکی از رایج‌ترین آلاینده‌هایی است که در اثر فعالیت‌های انسانی تولید می‌شود و دلیل اصلی چنین مشکلی پایدار مقاومت آن در برابر تخریب است.

در طبیعت، پلاستیک ممکن است بین 200 تا 1000 سال طول بکشد تا به طور طبیعی تجزیه شود-حتی یک کیسه پلاستیکی ساده می‌تواند 200 تا 400 سال قبل از تجزیه کامل باقی بماند. اما در اینجا چیزی شگفت‌انگیز وجود دارد: ماده دیگری وجود دارد که ما هر روز استفاده می‌کنیم که حتی انعطاف‌پذیرتر است و در محیط بسیار طولانی‌تر از پلاستیک ماندگاری دارد. آن مواد؟ شیشه ای.

ممکن است از خود بپرسید که آیا مدرکی وجود دارد که شیشه از پلاستیک دوام بیشتری دارد-و پاسخ کاملاً مثبت است. اگر فیلمی در زمان{2}}سفر تماشا کرده‌اید، احتمالاً صحنه‌ای را دیده‌اید که در آن شخصیت اصلی شیشه را در دوران باستان "اختراع" می‌کند و مردم محلی را شگفت‌زده می‌کند و ثروتی به دست می‌آورد. اما این یک داستان ناب است. انسان ها هزاران سال است که شیشه می سازند: تا 1000 سال قبل از میلاد مسیح، بیش از 3000 سال پیش، مصریان باستان از قبل به هنر شیشه دمی تسلط داشتند.

مصری ها با استفاده از دمیدن شیشه، انواع ظروف شیشه ای پیچیده را ایجاد کردند. اما حتی قبل از آن-بیش از 1000 سال قبل-اشیاء شیشه ای قبلاً وجود داشته است. این بدان معناست که بشر بیش از 4000 سال است که شیشه می سازد. باستان شناسان آثار شیشه ای بی شماری را از دوره های زمانی مختلف کشف کرده اند و تقریباً همه آنها کاملاً حفظ شده اند. این به تنهایی به ما می گوید که هزاران سال به سختی اثری بر روی شیشه باقی می گذارد. اما اگر سریعتر{11}}به جلو حرکت کنیم، چه؟ شیشه می تواند در طبیعت بسیار بیشتر از آنچه بیشتر مردم تصور می کنند دوام بیاورد.

برای درک اینکه چرا شیشه تا این حد بادوام است، ابتدا باید آنچه را که هست تجزیه کنیم. شیشه در درجه اول از سیلیس (دی اکسید سیلیکون) و اکسیدهای دیگر ساخته شده است و یک جامد بی شکل با ساختار نامنظم است. وقتی می گوییم "ساختار نامنظم"، منظور اتم های داخل شیشه است که به طور ظاهراً تصادفی و نامرتب چیده شده اند. در مورد آن فکر کنید: مایعات و گازها آرایش مولکولی آشفته دارند، در حالی که بیشتر جامدات-مانند فلزاتی مانند آهن{4}}ساختارهای اتمی بسیار منظمی دارند. شیشه یک جامد است، اما اتم‌های آن بیشتر شبیه به یک مایع چیده شده‌اند. چگونه ممکن است؟

حقیقت این است که ساختار اتمی شیشه هرج و مرج با نظمی پنهان است. به طور کلی، اتم‌ها نامرتب به نظر می‌رسند، اما اگر روی اتم‌های جداگانه زوم کنید، خواهید دید که هر اتم سیلیکون به چهار اتم اکسیژن پیوند دارد. به نظر می رسد جمعیتی متشکل از 100 نفر در یک میدان: از دور، هرج و مرج به نظر می رسند، اما از نزدیک، از گروه های کوچک و سازمان یافته تشکیل شده اند. این نوع آرایش اتمی-در مقیاس بزرگ، نظم در مقیاس کوچک-«ترتیب برد کوتاه- نامیده می‌شود». همچنین به همین دلیل است که شیشه بسیار سخت و در عین حال مستعد شکستن است.

این ساختار اتمی منحصربه‌فرد به شیشه سختی بالایی می‌دهد، اما یک عامل کلیدی دیگر وجود دارد که آن را در طبیعت تقریباً تخریب‌ناپذیر می‌کند: پایداری شیمیایی شدید آن. شیشه به سختی با هیچ ماده دیگری واکنش نشان می دهد، به این معنی که خوردگی طبیعی تقریبا غیرممکن است. ممکن است فکر کنید "صبر کنید-اسید هیدروفلوریک می تواند شیشه را خورد کند، درست است؟" شما اشتباه نمی کنید. اسید هیدروفلوریک با شیشه واکنش نشان می دهد و قلیایی های قوی نیز می توانند. اما نکته اینجاست: نه اسید هیدروفلوئوریک و نه قلیاهای قوی در محیط های طبیعی وجود ندارند.

در طبیعت، شیشه اساساً در برابر آسیب های شیمیایی مصون است. تنها راه برای تجزیه آن از طریق نیروی فیزیکی-چیزهایی مانند فرسایش باد و باران، سایش شن و فعالیت های زمین شناسی است. پس از همه، شیشه شکننده است. اگر متوجه شدید که یک پنجره جدید پس از چند سال شفافیت خود را از دست می دهد، به این دلیل است که باران و شن و ماسه به مرور زمان سطح آن را از بین می برند.

قطعات بزرگ شیشه در اثر برخورد نیروهای فیزیکی به قطعات کوچکتر خرد می شوند. سپس آن قطعات کوچک‌تر بیشتر فرسوده می‌شوند و به ذرات ریز و صاف تبدیل می‌شوند-در نهایت آنقدر کوچک می‌شوند که از ماسه تا چشم غیرمسلح قابل تشخیص نیستند. اما نکته مهم اینجاست: حتی وقتی آنقدر کوچک است، باز هم شیشه است.

برخی از مردم می گویند شیشه می تواند 1 میلیون سال در طبیعت دوام بیاورد، اما این در واقع دست کم گرفته شده است. اگر یک شی شیشه ای از آسیب فیزیکی محافظت شود، می تواند به طور نامحدود-هزاران، حتی میلیون ها سال دوام بیاورد. تا زمانی که تمدن بشری وجود دارد، آن شیشه نیز می تواند. در واقع، ممکن است حتی از ما هم دوام بیاورد. و اگر به شکل آن اهمیتی ندهیم-اگر فقط خود شیشه را در نظر بگیریم-تقریباً به قدمت زمین است. حتی اگر نیروهای فیزیکی آن را به غبار نامرئی بشکنند، ترکیب شیمیایی آن ثابت می ماند. هنوز شیشه است