Наука простыми словами — почему пластик не разлагается?

По своей сути — все полимерные материалы появились из живых организмов (за миллионы лет, но все же), так почему пластик и полиэтилен не разлагаются в природе? Ответ достаточно просто — из-за нашего вмешательства.

Чтобы лучше понять, почему пластмассы не подвергаются биоразложению, давайте начнем с того, как изготавливаются пластмассы и как происходит биоразложение. Нефть, является ископаемым топливом. Это означает, что она сделана из остатков очень старых живых организмов, таких как водоросли, бактерии и растения. Эти организмы были погребены глубоко под землей на протяжении миллионов лет. Там тепло и давление превратили их в ископаемое топливо.

Нефть содержит много химического вещества под названием пропилен. Чтобы сделать пластик, нефтепереработчики нагревают пропилен вместе с катализатором — веществом, ускоряющим химические реакции. Это заставляет отдельные молекулы пропилена сцепляться друг с другом, как бусинки на нитке. Цепь называется полимером — большая молекула, состоящая из множества маленьких молекул, соединенных вместе. Его название, полипропилен, буквально означает "много пропиленов". И связи между этими молекулами сверхсильны.

Когда что-то биоразлагаемое, например картонная коробка, разрушается, микроорганизмы, присутствующие в природе, разрушают связи и переваривают содержащиеся в ней полимеры. Они делают это с помощью ферментов — белков, которые помогают ускорить расщепление таких соединений, как лигнин — природный полимер, содержащийся в тканях растений. Если присутствует кислород, что обычно означает, что микробы и то, что они разрушают, подвергаются воздействию воздуха, полимеры полностью разлагаются. В конце концов, останется только углекислый газ, вода и другой биологический материал.

Кислород необходим, потому что он помогает микроорганизмам, которые разлагают материал, жить дольше. Биоразложение обычно происходит быстрее всего в жарких и влажных средах, где достаточно микроорганизмов — например, влажные листья на земле в теплом тропическом лесу. Но таких полимеров, как полипропилен, в природе немного. Ферменты микроорганизмов, которые расщепляют биоразлагаемые материалы, не распознают связи, удерживающие полимеры вместе.

В конце концов, полимеры в пластиковых отходах могут разрушиться, возможно, через сотни тысяч лет. Но когда это занимает так много времени, ущерб окружающей среде уже нанесен. Пластиковый мусор может выделять вредные химические вещества в почву и воду или распадаться на крошечные кусочки, которые поедают животные, рыбы и птицы.

Таким образом, из-за того, что в процессе переработки нефти в различные виды полимеров, они становятся слишком твердыми и сложными для биологических "растворителей". Ученые активно работают над биопластиками — материалами, которые производятся крошечными живыми бактериями. Бактерии производят эти вещества для таких целей, как накопление энергии или защита от окружающей среды. Такие вещества смешивают с натуральным каучуком, доступным ресурсом, получаемым из каучуковых растений, и с маслом, полученным из отходов, оставшихся после приготовления кофе. Каучук делает биопластик гибким, а после химических манипуляций с маслом из кофейной гущи, итоговый биологический полимер поддается формовке.

Производство биопластика недешево, потому что сейчас не хватает различных ингредиентов, которые используются для производства этих материалов, и установка оборудования для их производства стоит больших денег. Но, пока обычные полимеры на столько востребованы как сейчас, биопластик будет уделом энтузиастов и экоактивистов.

Читайте также

ИИ открыл тайны британского мореплавания

ИИ открыл тайны британского мореплавания

Сахар в красном мясе повышает риск диабета на 63%

Сахар в красном мясе повышает риск диабета на 63%

Ежедневное употребление черники может влиять на настроение

Ежедневное употребление черники может влиять на настроение

Гигантская кувшинка Victoria colombiana видна из космоса из-за размера листьев

Гигантская кувшинка Victoria colombiana видна из космоса из-за размера листьев

Учёные обнаружили, что мозг готовится к прикосновениям и изображениям ещё до их появления

Учёные обнаружили, что мозг готовится к прикосновениям и изображениям ещё до их появления

От високосной секунды хотят отказаться уже в 2027 году из-за угрозы компьютерных сбоев

От високосной секунды хотят отказаться уже в 2027 году из-за угрозы компьютерных сбоев

Неандерталец погиб 75 000 лет назад от удара копьем

Неандерталец погиб 75 000 лет назад от удара копьем

Зрачки человека расширяются в зависимости от его мыслей

Зрачки человека расширяются в зависимости от его мыслей

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Оптические иллюзии Парфенона оказались мифом

Оптические иллюзии Парфенона оказались мифом

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

«Черный ящик»: как устроен главный свидетель авиакатастроф и почему его нельзя заменить облаком

«Черный ящик»: как устроен главный свидетель авиакатастроф и почему его нельзя заменить облаком

Anthropic предложила закон, позволяющий блокировать опасные модели ИИ до их выпуска

Anthropic предложила закон, позволяющий блокировать опасные модели ИИ до их выпуска

Китайские космонавты собрали урожай риса на орбите и начали выращивать второе поколение

Китайские космонавты собрали урожай риса на орбите и начали выращивать второе поколение

Гибель звезды помогла астрономам обнаружить блуждающую чёрную дыру вдали от центра галактики

Гибель звезды помогла астрономам обнаружить блуждающую чёрную дыру вдали от центра галактики