Эра пластицена: как пластик захватил нашу планету

Полимеры

Пластик, который известен нам сегодня, воспринимается как нечто чужеродное природе и угрожающее стабильности экосистем. Однако вплоть до конца XIX века этот термин еще не был связан с лабораторными экспериментами и промышленным производством: раньше под пластиком понимали материалы природного происхождения, обладавшие пластичностью.

И синтетические, и натуральные пластики относятся к полимерам — классу веществ, состоящих из длинных атомных цепочек. Такая структура и придает материалу эластичность. У искусственных полимеров атомные цепочки зачастую длиннее, чем у натуральных, что наделяет их суперсвойствами.

В природе существуют тысячи различных полимеров. Пожалуй, наиболее известный и распространенный из них — целлюлоза, содержащаяся в деревьях и растениях. Благодаря ей появился и первый в истории пластик, созданный в лаборатории: в 1855 году английский изобретатель Александр Паркс добавил к целлюлозе азотную кислоту и растворитель и получил твердый, прозрачный и гибкий материал — целлулоид. Правда, Парксу так и не удалось найти подходящий растворитель, который позволил бы при нагревании придавать материалу любую форму. Несколько лет спустя эту задачу решил американец Джон Уэсли Хайятт, использовав камфору. Целлулоиду мы обязаны расцветом кинематографа и фотографического искусства. В настоящее время этот материал почти не используется — он легко воспламеняется, а его производство — дорогостоящее и сложное.

С позиции сегодняшнего дня такой факт может прозвучать странно, однако производители первого пластика считали, что этот материал спасет природу от разрушительных действий человека. Хайятт и его брат основали лабораторию, вдохновившись рекламным объявлением в The New York Times: создателю нового материала для бильярдных шаров обещали в награду 10 000 долларов. В то время в США игра в бильярд была на пике популярности, что привело к колоссальному спросу на слоновую кость, из которой тогда делали шары. Слоновая кость дорогая и редкая, поэтому производители бильярда отчаянно искали ей адекватную замену. Когда на промышленной сцене наконец появился целлулоид, его стали рекламировать как материал, спасший от смерти тысячи слонов и черепах.

Читайте также

Экологический кризис капитализма: почему человечество придет к процветанию, только отказавшись от экономического роста

Панцирь черепахи, рога животных и ракушки принадлежали к числу пластичных природных материалов, которыми человек пользовался с древнейших времен. Ученые считают, что еще доколумбовы цивилизации умели изготавливать вещи из натуральных полимеров. Первое же документальное свидетельство о создании пластика из черепашьего панциря относится к 1284 году.

Материалы, которые мы в XX–XXI веках привыкли называть пластиком, в основном принадлежат к синтетическим термопластикам. Они пригодны для многократной переплавки и способны принять практически любую форму.

Принято выделять шесть типов пластика, которые встречаются чаще всего, хотя в действительности их существует гораздо больше — около 30–40 видов. Почти половина существующего пластика была произведена после 2000 года. При этом порядка 40% произведенного материала используется для упаковки товаров, а крупнейшим производителем пластиков на данный момент является Китай (30% от всего мирового производства).

Бакелит

История пластика, который считается праотцом современных синтетических полимеров, — бакелита — также началась с поиска замены для природного компонента. Если сейчас шеллак ассоциируется преимущественно с накладными ногтями и маникюром, то в начале XX века его ценили за изоляционные свойства, поэтому он был востребован в сфере энергетики. Электрификация шла полным ходом, а значит, смола, выделяемая тропическими насекомыми, требовалась в большом количестве. Как раз в этот момент бельгиец Лео Бэкланд заинтересовался пластичностью шеллака и решил попробовать создать его искусственный аналог. Благо в 1899 году химик заработал солидную сумму, продав американской компании технологию придуманной им фотобумаги. На эти деньги Бэкланд обустроил лабораторию в собственном доме, где принялся за эксперименты с полимерами. Удачу ему принесла реакция между фенолом, полученным из каменноугольной смолы, и формальдегидом в присутствии катализатора. После нескольких опытов с разными добавками в 1909 году Бэкланд наконец сумел получить первый синтетический реактопласт — пластик, который не размягчался при высокой температуре. Материал назвали в честь изобретателя — бакелитом.

Может быть интересно

10 практичных вещей, в которые превратилась ваша пластиковая бутылка

Синтетический пластик ожидал громкий коммерческий успех. Благодаря своему малому весу и высокой прочности материал мгновенно полюбился владельцам промышленных предприятий. Рекламный слоган гласил, что бакелит пригоден для тысячи целей. И это не было преувеличением: к 1944 году из него изготавливали около 15 тысяч различных товаров. В какой-то момент его даже применяли для производства гробов и тренировочного медицинского оборудования. Пластик пригодился и для замены древесины при изготовлении радиоприемников, что значительно упростило процесс сборки и помогло снизить цену на товар — за счет чего радио появилось практически в каждом американском доме.
Популярность многогранный материал быстро получил и среди дизайнеров: в 1920-е годы витрины магазинов заполнила бижутерия из бакелита, а вскоре модный пластик появился и на подиумах, в том числе на показах знаменитых Коко Шанель и Эльзы Скиапарелли. Желтоватый и полупрозрачный бакелит напоминал янтарь, а при добавлении красителей мог сыграть роль и какого-нибудь драгоценного камня. Вот только цветовая палитра оказалась ограниченной: материал был довольно хрупким, и для прочности в него добавляли целлюлозу или древесные опилки. Из-за наполнителей цвет выходил тусклый и мутный. Поэтому на модном пьедестале бакелит продержался недолго, уступив место более современным пластикам.

Способность пластика притворяться другим материалом сделала его незаменимым участником как малотиражного, так и массового производства. В каком-то смысле именно бакелит стал предвестником эпохи постмодернизма, внеся свой вклад в размытие границ между «высокой» и «низкой» культурой, «хорошим» и «дурным» вкусом.

Винил

PVC, или винил, входит в тройку самых востребованных пластиков. В современной культуре винил чаще всего ассоциируется с музыкальными пластинками, а в начале XX века из него делали мячи для гольфа и каблуки. Как и бакелит, PVC оставил след в истории моды — например, его охотно использовали в своих коллекциях дизайнеры-провокаторы Пако Рабан и Пьер Карден. Блестящий, прочный и водонепроницаемый материал идеально подходил для нарядов по мотивам космических и киберутопий.

PVC — один из старейших пластиков, ценность которого изобретатели поняли далеко не сразу. Винил как минимум дважды открывали в XIX веке: первый раз — французский физик и химик Анри Виктор Реньо в 1838 году, второй — немецкий ученый Герман Бауман в 1872-м. В обоих случаях полимер получился в результате воздействия солнечного света на газ винил хлорид. Однако с полученным твердым материалом было сложно работать, и его первооткрыватели махнули на винил рукой. Наконец, в 1913 году немецкий изобретатель Фридрих Август Клатте запатентовал новое вещество. Тем не менее впервые промышленное применение материал нашел только в 1920-е в США, когда по заказу компании BFGoodrich ученый Валдо Семон занялся разработкой искусственной резины. Из-за рецессии эксперимент едва не провалился, но Семону пришла в голову идея использовать PVC в качестве водоотталкивающего покрытия для тканей, благодаря чему было налажено промышленное производство винила. С началом Второй мировой войны востребованность материала возросла: он пригодился в качестве изоляционной прокладки на военных судах.

В отличие от большинства других пластиков, PVC лишь частично основан на углеводороде (этилене, полученном из природного газа или нефти), в его состав также входит хлор. Дихлорид этилена под воздействием высокой температуры превращается в газ винил хлорид, затем в ходе полимеризации из него получается поливинилхлорид.

В теории винил относится к перерабатываемым материалам. Его можно до 8 раз повторно использовать на производстве без потери свойств, поскольку при нагревании длина молекулярной цепочки не меняется. Рекорд-лейблы еще в 1980-х пытались применить это знание на практике, но оказалось, что с пластинками всё не так просто: от качества исходного материала зависит качество звука. Поэтому для переработки пригодны только пластинки, находящиеся в идеальном состоянии. В противном случае запись будет звучать довольно скверно. Переработка не решает и другую важнейшую проблему: побочные продукты, которые получаются при производстве PVC, являются токсичными и имеют свойство накапливаться в природе.

Если бакелит помог стереть различия между элитарной и массовой культурой, то винил совершил обратную революцию и стал проводником в мир субкультур. Винилу удалось пережить множество других аудионосителей, которые буквально за несколько лет успели позабыться, — кассеты, CD, мини-диски и т. д. С 1950-х до середины 1980-х грампластинки занимали важную, но относительно скромную позицию на музыкальном рынке, пик потребления виниловых LP пришелся на 2008–2012 годы. Внезапно пластинки превратились в предмет, достойный коллекционирования. Социологи связывают этот факт не только с качеством звука, которым дорожат меломаны, но и с самой историей и материальностью объекта. По сути, виниловая пластинка была главным союзником музыки, под аккомпанемент которой прошел XX век. Винил с самого начала сопровождал ценителей джаза и поп-рока, а позже способствовал зарождению таких жанров, как хип-хоп, техно и хаус.

Грампластинка повлияла и на сам формат прослушивания: с ее появлением в 1948 году музыку впервые стали записывать в виде альбомов — отдельные треки складывались в цельное линейное повествование, подобно книге. Позже, в 1990-е, винил обрел вторую жизнь и снова поменял отношение к музыке: теперь его использовали как источник вдохновения для танцевальных сетов. Диджей, соединив аналоговые записи и возможности электронного оборудования, в одночасье превратился из отшельника в ключевую фигуру для нового поколения слушателей. В конце нулевых винил пришелся кстати из-за накопившейся усталости от быстрого потребления музыки, которая стала еще более доступной благодаря интернету, и низкого качества цифровых записей. Грампластинка выигрывала и в эстетическом плане: ее обложка была на 500% больше, чем обложка CD, что практически приближало ее к плакату. Винил оказался соблазнительным объектом, которым хотелось дорожить.

Одноразовая культура

Хотя синтетические полимеры стали производить еще в 1920-е годы, настоящий звездный час пластика наступил во время Второй мировой войны. Нейлон, который называли искусственным шелком, использовали для парашютов, веревок и подкладки в шлемах. Плексигласом заменили стекла на военных субмаринах и самолетах. Полиэтилен и вовсе был секретным оружием американской армии — он выполнял роль изоляционного материала для радаров нового поколения. В целом в военные годы производство различных пластиков в США увеличилось на 300%.

С восстановлением мирной жизни пластик сперва оказался не у дел, поскольку он ассоциировался с дешевыми товарами не самого лучшего качества. Чтобы исправить такое положение вещей, за дело взялись рекламщики, сделав ставку на домохозяек. Женские журналы начали пестрить рекламными объявлениями, иллюстрировавшими беззаботный и комфортный образ жизни. В статьях писали, что с пластиком уборка по дому станет проще, ведь он отмывается в два счета. С появлением замороженных продуктов и полуфабрикатов преобразился и семейный ужин: вместо того чтобы провести полдня за приготовлением пищи и мытьем посуды, можно было просто разогреть готовую еду, а одноразовую упаковку от нее — выкинуть.

К 1950-м американские домохозяйки всё-таки поддались чарам фантастического пластикового мира. Никогда в мире не потребляли так много синтетических тканей, как в 1950–1960-е годы: вещи из синтетики составляли 63% от всей производимой одежды. Широкое распространение пластика ознаменовало наступление эпохи одноразовой материальной культуры (throwaway culture). Люди постепенно разучились дорожить вещами и чинить их, а рынок всё активнее поощрял потребителей избавляться от всего старого и без колебаний покупать новое. Впрочем, восторженное отношение к пластику длилось около десятилетия, к 1960-м ученые и активисты уже осознали экологические угрозы, связанные с его производством, а к 1970-м количество синтетического текстиля на рынке упало до 45%. Хотя битва с токсичными веществами всё еще далека от завершения, сегодня кажется, что синтетическим полимерам свою репутацию уже не восстановить.

Пластик в искусстве и дизайне

Если на первых порах пластик ценили за его сущность хамелеона — способность принимать облик дерева, каучука, слоновой кости или драгоценного камня, то в послевоенные годы дизайнеры мебели и архитекторы с охотой взялись за создание вещей, вдохновленных свойствами нового материала. Пластик позволял создавать обтекаемые трехмерные формы и закругленные углы, а с помощью синтетических красителей нового поколения можно было получить неоновые цвета, не существовавшие в природе.

Может быть интересно

Будущее за мицелием: как используют грибы в строительстве, дизайне и медицине

Пожалуй, любимым предметом для экспериментов среди промышленных дизайнеров стал стул. В 1950-е и 1960-е было создано несколько необычных моделей, которые впоследствии приобрели статус культовых. В 1964 году американская фирма Kartell продемонстрировала первый в мире стул, сделанный целиком из пластика, — K1340, придуманный для детей. Три года спустя та же фирма представила модель Universale — стулья были доступны в нескольких цветах, и их можно было легко поставить один на другой, чтобы они не занимали много места в помещении. Карен Кнорр и братья Имз ввели моду на плавные формы, повторяющие изгибы тела. Вернер Пантон довел эту идею до логического завершения, создав в 1967 году свой знаменитый стул Panton — легкий и водонепроницаемый, пригодный для использования как на улице, так и в интерьере. Вдоволь наигравшись с минималистичными силуэтами, дизайнеры перешли к более экстравагантным решениям. Например, Гаэтано Пеше в конце 1960-х разработал линейку мягкой мебели UP, выполненную из полиуретановой пены. Кресла и пуфики выглядели вздутыми и громко заявляли о своей причастности к поп-арту. Примерно в то же время Ээро Аарнио выпустил сферообразные модели Ball, Bubble и Pastil, а Квазар Кхан представил коллекцию надувной мебели.

Синтетические материалы еще в начале XX века привлекли внимание художников, находившихся под влиянием модернистских идей, в особенности сторонников футуризма. С большой охотой с пластиком экспериментировал русский скульптор Наум Габо. Его первое произведение из целлулоида было создано в 1916 году. Габо ценил новый материал не только за легкий вес и пластичность, но и за оптические эффекты, которых можно было добиться при наложении или трансформации пластика. Правда, целлулоид был довольно хрупким, поэтому ранние абстрактные скульптуры автора до наших дней не дошли. Исследуя свойства материала, Габо создавал многочисленные копии и вариации своих работ. Так, художник сделал 26 вариантов «Линейной конструкции в космосе № 2» и 17 вариантов «Линейной конструкции в космосе № 1». В середине 1930-х Наум Габо перешел на работу с плексигласом, сумев раздобыть новый вид полимера еще до его официального появления на рынке. В 1942 году скульптор открыл для себя нейлон, который с тех пор стал постоянно использовать в своих произведениях.

Если для Габо синтетические полимеры ассоциировались с будущим и технологическим прогрессом, то в случае итальянца Альберто Бурри пластик превратился в напоминание о травматичном опыте. Во время Второй мировой войны Бурри служил военным медиком, попал в плен и был отправлен в Техас. Оказавшись в лагере, он впервые заинтересовался художественной практикой. Для своих первых экспериментов начинающий художник мог использовать только подручные материалы — мешковину, каменноугольную смолу и машинное топливо. После войны Бурри решил не возвращаться к медицине и посвятил свою жизнь искусству. Использование индустриальных материалов стало визитной карточкой мастера. Наибольшую известность художнику принесла серия The Plastiche (1960-е), для создания которой он поджигал и плавил различные виды пластика.

В руках Альберто Бурри пластик превратился из материала, безупречно служившего милитаристской машине, в истерзанную поверхность, напоминавшую о шрамах и разрушениях, принесенных войной.

Начиная с 1960-х годов пластик стал частым гостем художественных выставок — многогранный материал привлек внимание мастеров различных жанров и стилей. Кристо и Жан-Клод использовали PVC для своих масштабных перформативных инсталляций, в ходе которых они «упаковывали» целые здания. Рейчел Уайтред в своей знаковой инсталляции Embankment для Турбинного зала Tate Modern создала лабиринт из полиэтиленовых коробок. Виллем де Кунинг, Джексон Поллок и многие другие американские абстракционисты часто использовали синтетическую промышленную краску, щедро расплескивая ее по поверхности огромных холстов.

Эра пластицена

За свою столетнюю историю пластик проделал путь от супергероя до главного злодея современности: если в начале XX века в нем видели способ защитить от насильственной смерти слонов и черепах, то сегодня мы знаем, что он является одним из основных виновников экологического кризиса.

Податливый материал, способный принять любую форму, в конечном итоге стал причиной природной трансформации. Каждый год всё больше рыб и птиц погибают, по ошибке проглотив пластиковый мусор. В воде и почве эксперты всё чаще находят частицы микропластика, которые могут оказаться переносчиками опасных микроорганизмов и токсичных веществ, а также вывести из строя пищеварительную систему и печень у животных. Некоторые химикаты, используемые при производстве синтетических полимеров, способны вмешиваться в работу эндокринной и репродуктивной систем, порой приводя к серьезным гормональным перестройкам в организме. В частности, бисфенол А печально известен тем, что может привести к бесплодию. Хуже всего, что мы даже не способны оценить все последствия влияния пластиков на здоровье. На нашей планете нет ни одного человека, не подвергшегося воздействию пластиков, поэтому невозможно сформировать контрольную группу для полноценного исследования. Указывая на повсеместность и опасность материала, географ Макс Либойрон сравнивает его с миазмами или вирусом.

Иногда обломки пластика мимикрируют под элементы природного ландшафта, образуя причудливые гибриды с натуральными материалами — деревом, песком, лавой, металлом или кораллами. Для подобных странных окаменелостей геологи придумали термин пластигломерат. Ряд ученых даже предлагает дать нашей геологической эпохе новое имя и назвать ее пластиценом, чтобы обратить внимание на масштаб экологической проблемы как в пространственном, так и во временном отношении. Пластиковая посуда, которую мы называем одноразовой, способна «прожить» на планете сотни лет, или пять человеческих жизней. Некоторые синтетические полимеры разлагаются еще дольше.

Ученые предполагают, что в какой-то момент пластик вынудит живые организмы адаптироваться и мутировать, чтобы благополучно существовать в пластицене. Уже сейчас исследователи насчитывают порядка 50 видов червей, бактерий и грибов, научившихся питаться пластиком.

Несмотря на обилие просветительских статей (подобно этой), договоренностей по сокращению углеродного следа между странами и корпорациями на международном уровне и усилия экоактивистов, к сожалению, пока миссия по замене и сокращению пластика продвигается слишком медленно. В том числе по экономическим причинам. По оценкам экспертов, отказ от синтетических полимеров обойдется мировой экономике в 850 млрд долларов. Препятствием служат и падающие цены на нефть: на сегодняшний день производство нового пластика выйдет гораздо дешевле, чем переработка использованного.

Свои коррективы внесла и пандемия коронавируса. Антрополог Шеннон Мэттерн в эссе для онлайн-журнала Places отмечает, что из-за COVID-19 повсюду начали вырастать невидимые перегородки — барьеры из плексигласа, которые призваны защитить граждан от вируса. В действительности плексигласовые панели скорее помогают властям продемонстрировать, будто они держат ситуацию под контролем. Такая оборонительная архитектура едва ли способна остановить коронавирус: перегородки могут защитить от больших капель, однако бессильны против мелких частиц, распыленных в воздухе. Увы, плексиглас — не единственный пластик, используемый для борьбы с пандемией. Медицинские маски и защитная одежда врачей также выполнены из синтетического полотна (спанбонда).

Читайте также

Черви и бактерии против пластика: сможет ли наука спасти Землю от мусора

По мнению журналистки и исследовательницы Хизер Дэвис, пластик — материал, отрицающий историю (он способен к многократному перерождению) и связь с определенным местом (как дитя лаборатории, он может быть произведен где угодно). Неудивительно, что он был материальным символом эпохи, плененной футуристическими фантазиями и мечтой о покорении космоса. В XXI веке пластик превратился в зловещее напоминание об обратном: экологическая угроза не оставляет нам другого выбора, кроме как вновь вспомнить о своей принадлежности к Земле, природе и конкретной местности.