Загадки современной химии. Правда и домыслы - Джордж Шварц

Концепция о соединении мелких молекул в длинные полиэфирные цепи была выдвинута и развита в тридцатые годы двадцатого века химиком компании «Дюпон» Уоллесом Карозерсом. Однако исследования свойств полиэстера отошли на задний план, когда Карозерс создал нейлон – полимер, имевший больший коммерческий успех. Тем не менее, британские химики Джон Уайнфилд и Джеймс Диксон продолжили работу Карозерса, и в 1941 году создали полиэстерную ткань, которая появилась на рынке под названием терилен. Потом, в 1946 году, «Дюпон» купил законные права на производство полиэстера и начал рекламировать этот материал как волшебный материал, не требующий глажки. Вскоре за териленом последовал майлар – полиэстерная пленка, которая была в тринадцать раз тоньше человеческого волоса, но могла выдержать удар бейсбольного мяча, летящего со скоростью 80 миль в час. Так как мы понимали, что ни один из добровольцев не сможет бросить мяч с такой скоростью, то единственным нашим опасением было то, что он промахнется и попадет в нас. К счастью, этого ни разу не случилось.

Полиэстерную пленку можно покрыть тонким слоем металла, например, алюминием. Это уменьшает проницаемость пленки и позволяет получить отражающую поверхность, то есть те самые свойства, которые требовались для конструирования первых в мире «надувных спутников». В 1960 году по проекту «Эхо» на орбиту был запущен первый надувной металлизированный майларовый спутник Земли диаметром 30,5 метра. Этот спутник должен был отражать телефонные, радио– и телевизионные сигналы для обеспечения межконтинентальной связи. Майларовые пленки использовались специалистами НАСА для конструирования космических скафандров, способных отражать излучение и поддерживать комфортную для астронавта температуру. Позже эту технологию использовали для производства спасательных одеял, предупреждавших потерю тепла больными в состоянии шока, недоношенными детьми и для согревания пробежавших дистанцию марафонцев.

Майлар нашел применение в упаковках пищевых продуктов и в изготовлении рождественской мишуры. Производители гелиевых воздушных шаров начали делать их из покрытого алюминием полиэстера, потому что сквозь полиэстер гелий не просачивается так легко, как сквозь резину. Майларовые шарики доставляли детям и их родителям большую радость, пока никто не задумывался, куда потом денутся эти шары. Но теперь настало время задуматься над этой проблемой.

Изрядное количество этих шаров улетает в неизвестном направлении, и может причинить ряд неприятностей. Они могут зацепиться за линии электропередач, и благодаря электропроводности алюминия, привести к замыканиям и даже взрывам. Проблема эта отнюдь не тривиальна и не проста, как может показаться: Электрогазовая компания Сан-Диего зарегистрировала 312 вызванных воздушными шарами повреждений в линиях электропередач за последние пять лет. В связи с этим, в Калифорнии предложен закон, запрещающий производство майларовых воздушных шаров. Флористы, декораторы и организаторы праздников объединились в борьбе против этого законопроекта, утверждая, что он принесет миллионные убытки. В настоящее время в Калифорнии действует закон о подвешивании грузов к майларовым шарам, чтобы они не могли бесконтрольно улетать. Производители шаров уверяют, что новый закон избыточен, и что надо просто добиться исполнения действующего закона.

Некоторые муниципалитеты в Англии тоже задумываются о запрещении, но здесь причина заключается в простой истине: то, что поднимается вверх, то должно непременно спуститься вниз, а шары могут опуститься в океан, где металлизированный полиэстер развалится на мелкие кусочки, которые пойдут на вредный корм рыбам.

Улетевшие майларовые шары – это, действительно, проблема, но есть и другие проблемы, связанные с тем, что полиэстер не выдерживает контакта с водой. Например, некоторые утверждают, будто питье воды из полиэстеровой бутылки, которая находилась в жарком салоне автомобиля, может вызвать рак молочной железы. Это предостережение циркулирует в СМИ с тех пор, как певица Шерил Кроу обсудила свой диагноз рака молочной железы на шоу Эллен Деженерес. Когда с человеком случается такая беда, он начинает искать причины, и в данном случае разговор повернулся на обсуждение бутылок, оставленных в горячем автомобиле. Любительская пресса полна статей, необоснованно демонизирующих любой пластик, а Шерил, наверняка, что-то слышала о бисфенолах и фталатах, которые считаются многими причиной рака. Ни одно из этих соединений не присутствует в материале бутылок, из которых Шерил пила воду. Бисфенол А применяют для производства поликарбонатного пластика, из которого делают большие бутыли в кулерах. Но обычно используемые в быту бутылки изготовляют из полиэстера. Здесь в игру вступают некоторые недоразумения, связанные с фталатами.

Одним из соединений, применяемых в производстве полиэстера, является терефталевая кислота, следовые количества которой могут, предположительно, проникать в воду. Упоминание о «жаре в салоне автомобиля» вполне оправданно, потому что при повышении температуры степень растворения фталата, выделяющегося из полиэстера, естественно, увеличивается. Однако терефталевая кислота не является тем фталатом, который может вызвать рак. Речь должна идти о диэтилгексилфталате, веществе, которое добавляют в поливинилхлорид для повышения его гибкости. Из поливинилхлорида изготовляют не сами бутылки, а колпачки, и поэтому примесь вредного соединения в воде ничтожно мала. Надо подчеркнуть, что пока нет достоверных данных о том, что бисфенол А или фталаты каким-то образом причастны к заболеваемости раком молочной железы.

Реальная проблема с полиэстеровыми бутылками заключается в том, что большая часть их выбрасывается, а не направляется в переработку. Бутылки можно превращать в окатыши, из которых после плавки можно изготавливать самые разнообразные предметы: от планок для скамеек до тканей и ковровых покрытий. Японские ученые даже запустили новый воздушный шар. Они обнаружили бактерию Ideonella sakaiensis 201-F6, которая может разлагать полиэстер на его исходные фрагменты, которые затем можно использовать для производства новых изделий, не расходуя нефть.

Раскрытие загадок науки – процесс, сам по себе, весьма загадочный. Вы быстро начинаете понимать, что каждый предмет всегда является более сложным, чем это кажется на первый взгляд. Чтобы вы ни исследовали – бисфенол А, флуоризацию, фталаты, ГМО, пищевые добавки, консерванты, водопроводную воду, пестициды или климатические изменения – вы всегда обнаружите самые разнообразные мнения, подкрепленные ссылками на научную литературу. При огромном количестве опубликованных статей всегда можно легко выбрать те из них, которые поддержат практически любое мнение. Качество научных публикаций подчиняется закону нормального распределения: часть статей – выдающиеся, часть – недобросовестные, а большинство – средние. Окрашивание какого-то противоречивого предмета либо в черный, либо в белый цвет должно вызывать подозрение. Наука выступает в различных оттенках серого цвета, и эти оттенки меняются при появлении новых данных. Всегда, при этом, надо оценивать соотношение риска и пользы, учитывая, что риски есть всегда.

Конечно, не все диспуты равноценны и одинаково важны, очень часто оспаривается сама важность дискуссий. Например, к таким предметам относится вопрос об одноразовых пластиковых пакетах. Некоторые считают пластиковые пакеты громадной угрозой, которую надо, во что бы то ни стало, устранить; другие же полагают, что пластиковые пакеты – это очень незначительная проблема, и попытки избавиться от них напоминают попытки уничтожить муравья с помощью кузнечной кувалды. Нет сомнений в том, что пластиковые пакеты – это символ нашей выбрасывающей все и вся культуры, причем очень прискорбный символ, ибо он показывает нам степень загрязнения окружающей среды. Мы видим пакеты, трепещущие на ветру в ветвях деревьев, плавающие по акваториям Тихого океана и забивающие канализационные трубы в Азии. Но, при этом, пакеты не ныряют вглубь океана сами, они не сами попадают в канализацию, и не сами взлетают на деревья. Все это происходит при участии и при помощи человека. Это мы являемся воплощением и творцами проблемы. Если мы начнем правильно собирать, перерабатывать и заново использовать пластик, то польза от него перевесит риск.