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为什么宇宙进化不出塑料:
宇宙中没有天然塑料,主要是因为塑料是一种合成聚合物,其化学性质和合成方式与地球上的自然过程和生物化学进程不符。塑料是人类为了特定需求而发明的材料,其合成通常需要特定的化学反应条件,这些条件在自然环境中并不常见。此外,塑料的出现时间相对较短,只有约70年历史,而生物的进化需要数百万年才能发展出处理新物质的能力。因此,生物在短时间内无法进化出处理塑料的“工具包”。

尽管有研究发现一些微生物可能具有降解塑料的能力,但塑料种类繁多,不同塑料的化学构成不同,而生物通常只能处理特定种类的塑料。此外,塑料的降解过程可能需要很长时间,且其环境影响复杂,目前尚未形成有效的解决方案。

综上所述,宇宙中没有天然塑料的原因在于其合成方式、化学性质以及人类活动的时间尺度与自然进化和生物适应性之间的不匹配。


要理解 “宇宙为何进化不出塑料”,核心在于明确塑料的本质宇宙自然过程的底层规律存在根本矛盾。塑料并非简单的物质,而是人类设计的 “非自然高分子材料”,其形成依赖于地球生命活动积累的特殊资源、精密的人工反应条件,以及定向的分子设计 —— 这些条件在宇宙的自然演化中几乎不可能同时满足。
一、先明确:塑料是什么?它的 “诞生” 需要什么?塑料的核心定义是 “人工合成的高分子聚合物”,其本质是由无数个小分子(称为 “单体”,如乙烯、丙烯)通过化学反应 “连接” 成的超长碳链大分子。要形成塑料,必须满足三个关键条件:

  • 特定的 “原材料”(单体)
    构成塑料的核心单体(如乙烯 C₂H₄、苯乙烯 C₈H₈)是 “高纯度的碳氢小分子”,且分子结构必须是 “不饱和键”(便于发生聚合反应)。这些单体无法通过简单的无机化学反应生成,而是依赖地球生命亿万年积累的化石能源(石油、天然气)—— 通过高温裂解(将石油中的复杂烃类拆解为小分子)提纯得到。
  • 精密的 “反应条件”
    小分子单体要聚合成超长碳链(塑料的关键),需要严格的人工干预:

    • 催化剂:必须添加特定化学物质(如过氧化物、金属有机化合物),降低反应门槛,让单体定向连接(否则小分子会随机反应,无法形成长链)。
    • 可控的温压环境:聚合反应需要稳定的温度(通常 100-300℃)和压力(部分反应需高压),且要隔绝氧气等干扰物质(避免分子链断裂或氧化)。
    • 终止机制:需人工控制反应终点,让分子链长度保持在特定范围(过长会变脆,过短则无强度)—— 自然过程无法 “精准刹车”。
  • 定向的 “分子设计”
    实用的塑料(如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯)需要特定的分子结构:比如碳链必须是线性、分支少(保证强度),或需引入特定官能团(如氯原子,提升耐腐蚀性)。自然化学反应具有 “随机性”,即使偶然形成短链分子,也会是混乱的分支结构,无法具备塑料的实用性能。

二、宇宙自然过程为何无法满足这些条件?宇宙的演化遵循物理和化学的基本规律,其核心趋势是 “从简单到复杂”(如从氢氦到重元素),但这种 “复杂” 与塑料所需的 “定向复杂” 完全不同 —— 宇宙缺乏形成塑料的三大核心前提:
1. 宇宙中缺乏塑料所需的 “高纯度单体原料”宇宙的元素构成中,98% 是氢(H)和氦(He),重元素(碳 C、氧 O、氮 N 等)仅占 2%,且多以简单无机分子形式存在(如星际空间中的 CO₂、CH₄、H₂O,或行星大气中的 N₂、CO),完全没有石油、天然气这类 “生命衍生的高浓度烃类资源”。

即使在少数富含碳的天体(如彗星、小行星)上,碳也多以石墨、金刚石(无机碳)或简单有机分子(如甲醛、甲醇)存在,从未发现能直接作为塑料单体的 “高纯度乙烯、丙烯”—— 这类分子在宇宙的低温(星际空间约 - 270℃)或极端高温(恒星附近)环境中,要么冻结成固体,要么直接分解,无法稳定存在。
2. 宇宙中没有 “可控的聚合反应条件”塑料的聚合反应需要 “温和且精准” 的环境,但宇宙的自然环境只有两种极端:

  • 极端低温低压:如星际空间、行星际空间,温度接近绝对零度,分子运动极慢,无法发生聚合反应;且几乎真空,分子碰撞概率极低,即使有单体也难以连接。
  • 极端高温高压:如恒星表面(数千万℃)、行星内部(数千℃),分子会被直接电离成等离子体,碳链根本无法形成(长链分子在高温下会瞬间断裂为原子)。

唯一可能存在 “温和环境” 的是类地行星表面(如地球),但即使如此,自然过程也无法提供 “催化剂 + 隔绝干扰 + 精准控温” 的组合:比如地球原始大气中没有人工催化剂,氧气会破坏聚合反应,自然温度波动会导致分子链随机断裂,最终只能形成短链的 “类有机物”(如焦油状物质),而非塑料。
3. 宇宙的 “自然随机性” 与塑料的 “定向设计性” 矛盾塑料是人类为了特定用途(如强度、韧性、耐腐蚀性)“定向设计” 的分子结构,而宇宙的自然化学反应遵循 “熵增定律”—— 倾向于形成结构简单、能量更低的物质(如小分子、晶体),而非结构复杂、能量较高的长链高分子。

举个例子:自然界中也存在 “天然高分子”(如蛋白质、纤维素),但它们依赖生命活动的精密调控(如 DNA 指导核糖体合成蛋白质,酶作为催化剂定向反应)。而宇宙中绝大多数区域没有生命,缺乏这种 “定向合成机制”,即使偶然发生少量聚合反应,也只会形成混乱的、无规则的短链分子,无法具备塑料的 “实用性”(如足够的强度、可塑性)。
三、延伸思考:宇宙中可能存在 “类塑料” 物质吗?严格来说,宇宙中或许存在 “结构类似高分子的物质”,但绝不是我们定义的 “塑料”:

  • 例如,某些富碳行星的表面,可能因火山活动或陨石撞击,在短暂的高温高压下形成少量 “无规则碳链分子”(类似焦油),但它们没有固定的分子结构,无法加工,也不具备塑料的性能。
  • 生命体内的天然高分子(如蛋白质、多糖)虽然是长链结构,但它们的合成依赖生命机制,且功能是支撑生命活动(如催化、结构支撑),与塑料的 “人工实用目的” 完全不同。
总结宇宙 “进化不出塑料”,本质是因为:塑料是人类利用地球特有的生命遗产(化石能源),通过精密人工干预合成的 “定向高分子材料”,而宇宙的自然过程缺乏形成它的三大核心条件 —— 高纯度单体原料、可控的聚合环境、定向的分子设计机制

宇宙的演化可以产生恒星、行星、重元素,甚至可能产生生命,但它无法 “主动” 合成一种需要 “智慧生命定向设计” 的非自然材料。塑料的存在,恰恰是人类利用自然规律、改造物质世界的典型标志。








塑料是人类通过化学合成技术制造的材料,而不是自然进化的产物。这一现象可以从以下几个方面来解释:

1. 塑料是人工合成的产物
塑料是由高分子化合物通过人工化学合成制成的材料,其分子结构通常由碳、氢、氧等元素组成,具有特定的重复单元(单体)。自然界中并不存在这些特定的分子结构,因为它们需要人为干预才能形成。例如,聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)等塑料的分子结构在自然界中没有对应的原型。

2. 自然进化的限制
自然进化是基于生物体适应环境的选择压力,通过基因突变和自然选择逐渐形成的。然而,塑料的形成并不依赖于生物进化,而是依赖于人类的化学工程。以下几点说明了为何自然进化无法“制造”塑料:
缺乏选择压力:自然环境中没有选择压力促使生物体进化出塑料的分子结构。
化学复杂性:塑料的分子结构高度复杂,自然界中没有类似的化学路径能够自然形成这些聚合物。

3. 塑料的稳定性与环境适应性
塑料的化学性质非常稳定,能够在自然环境中存在数百年甚至上千年而不分解。自然界的生物材料(如纤维素、蛋白质等)通常是可降解的,而塑料的这种“不可降解性”是人为设计的结果,与自然界的材料特性完全不同。

此外,塑料的广泛应用和持久性使得它成为人类活动的标志性产物,而不是自然进化的结果。例如,科学家认为塑料可能会成为地质记录中“人类世”的标志物。

4. 塑料的特殊用途
塑料的制造是为了满足人类的需求,例如轻便、耐用、可塑性强等特性。自然界中的材料(如木材、石头)虽然也有一定的用途,但它们的性能和用途与塑料完全不同。塑料的这些特性是通过实验室中的化学设计实现的,而不是自然进化的结果。

5. 宇宙中的化学条件
即使在宇宙中,塑料也无法自然形成。这是因为塑料的形成需要特定的化学条件和工艺,例如高温、高压和催化剂等,而这些条件在宇宙中并不存在。此外,塑料的分子结构需要精确的化学合成,而宇宙中的化学反应通常较为简单。

总结
塑料是人类智慧的产物,其形成依赖于化学工程和工业技术,而不是自然进化的结果。自然界的材料和生物体通过进化适应了环境,但塑料的特性和用途完全超出了自然进化的范畴。因此,宇宙无法通过自然进化“制造”出塑料。




1. 塑料的本质:人工合成的化学产物  
    非自然存在的聚合物:塑料的核心是高分子聚合物(如聚乙烯、聚苯乙烯),这类物质需要特定温度、压力和催化剂才能合成。自然界虽存在类似单体(如烯烃),但缺乏促成聚合的条件。  
    能量壁垒:例如聚乙烯的合成需在窄温窗(100–300℃)内完成,温度过低无法聚合,过高则导致燃烧。地球自然环境中无法稳定提供此类条件。  
    对比自然物质:自然界常见的生物聚合物(如纤维素、木质素)可通过酶解代谢,而塑料的碳链结构稳定且无天然分解酶,使其成为“进化盲区”。

2. 进化的核心限制:时间与选择压力不足  
    时间尺度差异:木质素在石炭纪堆积近亿年后,才有真菌演化出分解酶;而塑料大规模使用仅百年,生物适应时间过短。  
    缺乏演化动力:塑料作为全新物质,未融入自然生态循环。在人类大量生产前,环境中塑料浓度极低,不足以形成选择压力驱动生物演化针对性适应。  
    已有适应案例:目前发现黄粉虫、蜡螟等昆虫及其肠道微生物可分解PE/PS塑料,证明生物具备演化潜力,但需更长时间普及。


3. 物理法则的限制:宇宙中的“设计约束”  
    热力学第二定律:孤立系统趋向熵增(无序)。塑料的稳定结构是低熵体,需外部能量(工业化反应)维持,无法在自然混沌中自发形成。  
    元素利用效率:碳基生命更倾向利用易代谢的糖类、蛋白质。塑料的高分子结构耗能高且难分解,不符合生物进化中的能量最优原则。  
    外星可能性:若某星球存在类似石油的富烃环境及极端条件(如土卫六的液态甲烷湖),或可能自然形成塑料类似物,但尚未观测到证据。

4. 生物降解的曙光:进化已开始响应  
    微生物快速演化:自1920年代塑料诞生,土壤中PE降解速度已提升70倍;2014年发现蜡螟肠道菌可分解PE,2022年发现海水细菌降解PET的酶。  
    基因水平转移:细菌可通过质粒共享降解基因(如编码角质酶的基因),加速适应性扩散。  
    人为干预加速:韩国利用转基因大肠杆菌生产可降解塑料PHA,成本降至4美元/公斤,逼近传统塑料价格。

5. 宇宙视角:生命与物质的根本差异  
    生命的目标局限:进化是生存导向的随机过程,非“创造物质”。生物演化只为利用现有资源(如分解木质素获取能量),而非合成新物质。  
    文明与技术的作用:塑料本质是文明的副产品。宇宙中若存在技术文明,可能同样合成塑料,但该过程依赖智能设计,而非自然演化。

关键对比:木质素 vs. 塑料的降解演化
特性
木质素
塑料
自然存在时间
约3亿年
约100年
首次被分解时间
石炭纪后8000万年
尚未普及(局部发现分解菌)
分解者
白腐真菌
蜡螟、黄粉虫肠道菌
选择压力
大量堆积引发氧气危机
近年微塑料污染形成新压力



结论  
宇宙“未能进化出塑料”的本质在于:  
① 合成条件严苛——需工业化反应器;  
② 演化时间不足——百年远低于进化所需百万年级尺度;  
③ 能量代谢低效——生物更倾向利用易分解物质。  
然而,微生物正以惊人速度适应塑料,印证了进化论的普适性:只要时间足够,生命终将破解物质的密码。未来塑料危机的化解,或将依赖“人工加速进化”(如合成生物学)与自然演化的协作。



根据现有资料,宇宙中未进化出天然塑料的原因可归纳为以下几点:

1. 塑料是人工合成的产物  
   塑料并非自然形成的物质,而是人类通过化学工程合成的聚合物。明确指出,塑料通常由石油、天然气等有机原料经工业处理制成,其合成需要特定反应条件(如高温、催化剂),这些条件在自然环境中极为罕见。进一步强调,塑料的发明初衷是替代金属,因其可塑性强、性能稳定且成本低廉,属于人类主动创造的材料。

2. 生物进化尚未适应塑料  
    时间尺度不足:塑料大规模使用仅70余年,而生物进化需要数百万年。和均指出,微生物或动物难以在短期内进化出降解塑料的酶系统。例如,提到蜡螟幼虫肠道细菌可降解聚乙烯,但效率有限(60天降解约10%),且该能力属于近期突变。  
    塑料与天然聚合物的差异:解释,塑料虽由碳基单体制成,但其化学结构(如长链稳定性)与天然聚合物(如纤维素)不同,导致生物缺乏降解它的"工具包"。也说明,直到2016年才发现首个能完全分解PET塑料的细菌(Ideonella sakaiensis),且需两种特殊酶协同作用。

3. 宇宙中缺乏生命与工业活动  
   强调,目前未发现外星生命,更不存在能制造复杂聚合物的文明。宇宙中虽有碳氢等基础元素,但缺乏合成塑料所需的工业流程和定向设计。提到,某些特殊材料(如太空泡沫钢)需在微重力等极端条件下制造,间接说明塑料合成依赖高度控制的环境。

4. 塑料降解的进化正在发生但缓慢  
   指出,最新研究在海洋和土壤中发现超3万种塑料降解酶,证明生物圈已开始响应塑料污染,但该过程仍处于早期阶段。预估,微生物完全适应塑料可能需要百万年,而人类活动加速了塑料排放显示2010年4801270万吨塑料入海,远超自然进化速度。

5. 哲学隐喻的局限性  
   和以拟人化观点称"地球需要塑料",但这是文学比喻而非科学结论。实际上,塑料污染已对生态造成严重威胁提及每年800万吨塑料入海,而自然进化无法及时补救。

结论:宇宙未进化出塑料的根本原因在于,塑料是人类工业文明的产物,其合成依赖特定技术条件,且出现时间过短,生物圈尚未进化出广泛降解能力。未来可能通过合成生物学(如工程菌)或纳米技术加速这一进程,但自然进化本身需漫长周期。
在生物界,确实存在一些生物合成的塑料物质,比如天然橡胶、微生物产生的聚羟基酸(例如聚乳酸)和聚糖等。这些物质在生物体内各司其职,有的作为细胞壁的组成成分,有的作为能量储备物质。然而,这些天然塑料跟人工合成的塑料(例如聚乙烯、聚丙烯等)相比,无论是在性质还是用途上都大相径庭。所以,咱们在讨论塑料这个大家族时,通常指的是那些人工合成的塑料。

至于宇宙中是否存在天然塑料这个问题,目前还没有确凿的答案。宇宙如此浩渺无垠,科学家们还没有在宇宙中找到与天然塑料相关的确凿线索。宇宙中的物质主要是氢、氦、氧、碳等元素,这些元素在一定条件下可以组成生命分子,比如核酸、蛋白质等。不过,这些生命分子跟塑料的性质和结构可是天差地别。所以,在目前的宇宙环境中,尚未发现天然塑料的存在。


成条件没达到呗,温度,气压没达到,就像金刚石,红宝石也都是在极端条件下合成的,而聚乙烯的合成条件范围窄,低了只能形成低分子,高了就燃烧了,如果能在这个温压皮围内取出也能自然成,其实人工合成也是在人工监视下自然合成的,而不是人工把一个个原子组装的。

实验与线性外推显示,不同塑料品种降解的半衰期(指未降解的部分质量减半)从 58 年(塑料瓶)到 1200 年(聚合物管道)不等[1]。看起来,1000 年后有些人造塑料仍然会是塑料。
人造塑料通常在阳光、氧气、水、细菌等参与下分解成分子量较小的有机物,然后被细菌等分解成二氧化碳等简单化合物。有些细菌还会分解出氢气等单质。
聚乙烯在热氧化和光氧化降解途径中的常见产物:

R、R撇、R撇撇表示可变长度的聚合物链。ACS Sustainable Chem. Eng. 2020, 8, 9, 3494-3511
含有羰基杂质的聚乙烯的光氧化降解:

R、R撇、R撇撇表示可变长度的聚合物链。ACS Sustainable Chem. Eng. 2020, 8, 9, 3494-3511
这些聚合物链可以继续分解。
图为高密度聚乙烯在质量、密度、比表面降解率相同但形状不同(薄膜、纤维、珠子)的条件下的预计降解曲线,虚线是假定表面积不变的模型,实线是假定半径和表面积随时间减少的模型,2.75 克的高密度聚乙烯珠子能撑不止 1000 年:

ACS Sustainable Chem. Eng. 2020, 8, 9, 3494-3511
对地球和许多细菌来说,人造塑料本来就无害。吃人工塑料的能力并不罕见:
  • 黄粉虫
可以食用聚苯乙烯,其肠道微生物包括可以分解聚苯乙烯的微小杆菌 YT2,实验证明以聚苯乙烯泡沫塑料作为唯一碳源的 3 到 4 龄黄粉虫幼虫可以存活并发育为成虫[2] [3];印度谷螟幼虫、船蛆等多种动物可以食用聚乙烯,其肠道微生物包括可以分解聚乙烯的一些肠杆菌和一些芽孢杆菌等。大蜡螟幼虫唾液有两种酚氧化酶,可食用聚乙烯。更多鳞翅目、鞘翅目昆虫可食用聚乙烯与聚苯乙烯。2022 年,泰国研究人员发现海水和人唾液中的一些细菌产生的酶可分解聚对苯二甲酸乙二酯
  • (PET)。
  • 还有上百万种昆虫与软体动物等着你去做实验。你可以自己买点黄粉虫试试看它们能不能吃别的塑料。注意它的牙口不是特别好,硬塑料可能要预先粉碎才能吞下去。
  • 没有人工塑料,也能演化出可以吃人工塑料的生物。那些生物自己都不知道自己能吃人工塑料,直到人工塑料诞生在世上并和它们相遇。
人类填埋的一些人造塑料、加入沉积物的一些人造塑料颗粒将变为化石,估计会成为人类世地层
的典型特征之一。
  • 夏威夷等地的海岸上已经出现由人造塑料、火山岩、海滩沙子、贝壳碎片、珊瑚碎片等组成的新型岩石[4]。焚烧塑料垃圾会形成更大规模的此类构造。随着时间流逝,这些塑料有些会重新变成化石燃料,有些会变成化石,一部分化石能保留形状——例如,未来可能会有一个矿泉水瓶化石摆在外星博物馆里。

这块混合物可能归因于露营或钓鱼的人烧熔的塑料,它将岩石碎片、沙子、贝壳碎片等粘合在一起。doi: 10.1126/article.22966
非人生物也能制造一些符合塑料定义的聚合物。它们的化学成分、形态跟人造塑料不同。
  • 1925 年,法国巴斯德研究所的微生物学家 Maurice Lemoigne 从巨大芽孢杆菌
  • 中分离出聚羟基丁酸酯。这种塑料无毒、不溶于水、允许氧气通过,聚 4-羟基丁酸酯做成的手术缝合线、医用薄膜、医用织物等可以被人体吸收[5] [6]。
  • 重组发酵或转入细菌基因的转基因植物可以量产聚羟基丁酸酯。

聚羟基丁酸酯 By Armonia48 - Own work, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=84590096
要谈“塑料最后的结局”,你可以考虑曾经参与组成塑料的基本粒子会在约 10^31 年后掉进银河系中心黑洞;如果霍金辐射存在,那么最晚在约 10^98 年后这部分质量会变成电磁波,然后一点点地衰减下去。地球大概也是这种“结局”——这也可以说是没有结局。或者,人类可能发展壮大、掌握操控这一切的力量。

大规模使用塑料,是从上世纪50年代以后,迄今还没有一百年时间。所有声称塑料需要几百年才会降解的说法,都是基于理论推演。在材料的实际应用,评价材料的服役时间并不容易,比如一个产品设计寿命20年,很少真去做20年的长效实验,大多数时候只能通过加速实验去估算。但加速实验的条件跟实际使用条件有差异,最终的估算结果难以保证百分百准确。
一般谈塑料的降解,或者白色污染,主要针对的是聚烯烃类塑料,尤其是聚乙烯薄膜,聚苯乙烯泡沫。这两类塑料都是碳氢化合物,其化学键主要是碳-氢键和碳-碳键。碳-碳键和碳-氢键是自然界最常见的化学键,键能在300~400kJ/mol,也即大概3~4 eV。之所以把这个键能数据给出来,是因为太阳辐射穿过大气层达到地面,也大概是3~4eV,意味着靠太阳辐射就能进行降解。
也就是说,塑料是可以降解的。这个问题可以更简单的来看,塑料其实是有机物。自然界最擅长的就是降解有机物。糖类、蛋白质里面主要也是碳氢、碳碳键。作为碳基生命,碳碳和碳氢是我们最熟悉的化学键合。
再来讨论降解速率的问题。聚乙烯、聚苯乙烯之所以降解缓慢。是因为结构中只有碳碳、碳氢键合。相比于含有杂原子,比如可水解的酯键,确实速率要慢一些。近年新兴的可降解塑料,主要就是聚酯类的材料。塑料降解跟制品的形状有关,越薄的制品降解速率越快;更和环境有关,辐射、热能、压力、酸碱、微生物,都有助于加速降解。所以,对于一个有机物,在复杂的自然环境下,需要一千年才会消失,这个说法很难成立。事实上,在塑料成型过程中,往往还要选择性添加抗紫外、抗热氧老化的助剂,以延缓老化速率,从而延长制品的服役时间。一般而言,塑料的降解开始慢,由于降解不断产生自由基,引入杂原子,降解速率会越来越快。尤其是户外使用的塑料制品,比如农用地膜,可能两三年就已经崩解,完全丧失使用性能。
塑料降解之慢,是相对生产之快而言的。之所以聚乙烯薄膜、聚苯乙烯泡沫会成为最被诟病的白色污染,根本原因是这两款塑料用量太大,生产太快,价格太低。正是因为价格太低,甚至达到免费的程度,导致回收失去了经济效益。聚乙烯和聚丙烯都是热塑性塑料,从技术上讲,非常容易回收利用。但是,谁去回收呢?整个收集再造粒的成本,远远比新料还贵。尤其是聚苯乙烯泡沫,比重很轻,收一车也就几十公斤,路费都比材料本身贵。但材料价格低,总归不是一个坏事,高性价比的产品谁不喜欢呢。所以,聚烯烃的环境问题不是降解慢,而是性价比过高!真正不容易降解是陶瓷和金属材料,埃及的金字塔,秦皇陵的兵马俑,数千年都没有降解,不也没有造成什么环境问题。
因此,解决塑料的白色污染问题,最直接的办法就是加钱和回收。加钱听起来像笑话,实际上已经在进行,比如超市里不再免费提供塑料袋,国际上一些区域对一次性不可回收制品征额外的税等;更好的办法就是回收,近年来也是颇有成效,一些好分类的就回收造粒,循环利用;不好分类的至少也回收后付之一炬,在高温中和其他垃圾一起烧掉,避免直接流入环境,还能回收一些能源。



塑料袋发明在塑料袋之前,人们使用的是纸袋,而纸袋的过度生产让森林大片消失。
1902年,奥地利科学家马克斯·舒施尼(Max Schuschny)发明了塑料袋,这种包装物既轻便又结实,使用寿命较纸袋也更长,在当时无异于一场科技革命。

塑料袋的“罪过”不可忽视塑料袋从诞生的那一天起,就注定要与人类结下难解的“情缘”。今天,在全球范围内,一年至少有5000亿只塑料袋被人们拎回家,一分钟内就要用掉100万只,也就是每人每年要用大约150只塑料袋。日常使用的塑料袋主要原料是聚乙烯和聚氯乙烯,当人们接触氯乙烯后,就会出现手腕、手指浮肿,皮肤硬化等症状,还可能出现脾肿大、肝损伤等症,严重影响我们的身体健康。当温度达到65℃时,一次性发泡塑料餐具中的有害物质将渗入到食物中,对人的肝脏、肾脏及中枢神经系统等造成损害。
如果将塑料袋掩埋地下,大约200年才能腐烂,会对土壤的酸碱度产生不良影响,使土壤环境恶化,严重影响农作物的生长。若牲畜吃了塑料膜,会引起牲畜的消化道疾病,甚至死亡。如果把塑料袋烧毁,会产生很多有毒有害气体,造成大气污染,尤其是释放的二恶英,世界上目前公认的毒性最大的化学物质,超强致癌性、超强致畸性,严重影响受害区域动物包括人的生命安全!
1902年,奥地利科学家马克斯·舒施尼 (Max Schuschny)在实验室中发明了塑料袋。

起初他很是自豪。因为塑料袋集诸多优点于一身,既轻便结实又廉价易得,可以给人类带来便捷轻松。
更重要的是,塑料袋的普及可以避免对纺织品或纸张的浪费。在舒施尼眼里,这可以“让人类最小限度的危害自然”。

然而,随着塑料袋迅速风靡世界各个角落,舒施尼意识到了塑料袋“魔鬼的一面”。
由于塑料袋是用不可再生降解材料生产的,自然腐烂需要200年以上。

所以大量堆积的塑料袋无论焚烧还是填埋都会给环境带来污染,这让舒施尼愧疚不已。
在多次实验降解塑料袋的方法无果后,1921年,他选择在自己的实验室中上吊自杀。
不仅如此,在最后的笔记中,他还写下了这么一段话: 自己的工作本来是想造福社会,如今 “对全人类的负罪感”令自己无法再继续活下去。



塑料很坏,因为它很难破坏。
什么是塑料
“plastic”一词来源于希腊语' plastikos ',意思是能够被塑形或塑造的。塑料已经成为一个包罗万象的术语,指的是由聚合物和添加剂制成的各种各样的材料,可以模压和铸造成各种形状。聚合物可以是天然的,也可以是合成的;天然聚合物包括纤维素、蛋白质纤维(丝、羊毛)和淀粉等材料。构成塑料的聚合物是由短的重复亚单位在一种称为聚合的化学过程中连接而成的长分子链(图1)。这些极长的、柔性的和相互关联的分子链的物理性质赋予了许多塑料其强度和柔韧性。

图1 聚合的化学过程被用来制造塑料。例如,许多乙烯分子(单体)结合形成聚乙烯(一种聚合物)的长链。赛璐珞”的诞生
在十九世纪的欧美国家,台球活动盛行,而台球的制作对材料有很高的要求,重量不能太重,要有一定的硬度,同时还得兼顾弹性。人们最早用黄铜、木材制作台球,直到他们发现象牙是更好的台球制作材料。越来越多的人捕杀大象,出售给贵族,这致使全球的大象面临着灭绝之灾。而一只成年大象的象牙是能制作10只台球,一副斯诺克台球就需要杀害两头大象。
数十年间,过度的残杀拔牙使得全球大象的数量急速下降。1868年,一家制造台球的公司抱怨象牙短缺,出资1万美元征求象牙的最好替代品。这种替代品必须满足台球有关硬度、弹性、抗热、防潮和没有纹理等方面的要求。1869年,一名印刷工“约翰·韦斯利·海厄特” 将硝化纤维中加进樟脑,硝化纤维竟变成了一种柔韧性相当好的又硬又不脆的材料。在热压下可成为各种形状的制品,当真可以用来做台球。他将它命名为“赛璐珞”(假象牙—译注)。这也成功的将大象从灭绝中拯救了出来。此后的很多年,人们一直没有发现“赛璐珞”更好的使用方法,也没有被重视。

约翰·韦斯利·海厄特
马克斯·舒施尼的自杀
1902年,奥地利科学家马克斯·舒施尼发明了塑料袋,塑料袋由于轻便结实,同时成本又比较低,很快这种新式的塑料袋就受到了市场的追捧。同时,舒施尼也发现这种塑料袋不怕酸不怕碱,很难被清理干净,于是和赞助她的商人达成约定,先将少量的塑料袋投放在部分商场试点,等到她找到塑料袋的清除方法,再全部投入市场中。
当时的舒施尼还不知道清除塑料袋有多难,她尝试了很多的方法,都无法将塑料袋清除。而另一头,塑料袋一经面世就受到消费者的喜爱,人们出门再也不用像从前那样提笨重的篮子筐子了。奥地利一时间产生了“塑料热”,只要你提一个塑料袋走在路上,马上就能吸引焦点,比你现在提了个驴包更吸引注意力。有人为了得到一个塑料袋,愿意从国外跑到奥地利的试行商场购物,甚至有富豪将塑料袋进行收藏。乱扔塑料袋的行为在当时是不可能存在的,这太奢侈了。越来越多的人特意跑到奥地利的试行商场进行购物,只为得到一个塑料袋。商人们立马就意识到这其中存在的巨大利益,慕名前来拜访舒施尼,但都被舒施尼拒绝了。这些商人们又找到了舒施尼的赞助商,赞助商在金钱的诱惑下,立马违背了和舒施尼的约定,从中狠狠的挣了一笔。
塑料袋由于制作工艺简单,便捷结实,从而被使用的越来越广泛。虽然“塑料热”的热潮已经慢慢消退,但是塑料袋已经完全充斥在人们的生活当中,人们已经离不开它了。但是在当时塑料袋对人体的危害,对环境的破坏,人们还没有意识到。商人们只觉得塑料袋的成本很低,人们又很喜欢这个轻便结实的袋子,利益最大化是他们唯一的考虑。
舒施尼不大有商业意识,完全是个学者型的人物,她一直在苦苦寻找消除塑料袋的方法,但是她将能想到的方法全都尝试了,都失败了。一方面是面对塑料袋的越来越无能为力,另一方面是塑料袋已经在欧美国家大量使用。舒施尼越发觉得塑料袋就是来自地狱的恶魔,根本无法消灭,而将塑料袋召唤至人间的自己可能要成为人类的罪人。1921年,舒施尼在实验室最终选择上吊自杀。可以说是她一个很有有责任感的人,她比那个时候的任何一个人都明白塑料袋的危害,不然也不会选择自杀。

马克斯·舒施尼塑料之父——利奥·贝克兰而第一个真正意义上的塑料——全合成塑料是在1909年由列奥·亨德里克·贝克兰用苯酚和甲醛制成的酚醛塑料,这是一种性能良好的耐高温的塑料。贝克兰的功绩在于人类历史上第一次制成了以小分子化合物,用纯粹化学方法合成了塑料。这一材料不仅是合成塑料的鼻祖,而且今天仍有着十分广泛的用途,受到人们的重视。
1940年5月20日的《时代》周刊则将贝克兰称为“塑料之父”。

列奥·亨德里克·贝克兰



事实证明,舒施尼并没有想错。在接下来的一百多年的时间里,塑料成了污染自然的罪魁祸首。
无数的塑料制品被人类随手丢弃,最终流入海洋。

造成了严重的海洋生态破坏——

正在被去除鼻子中异物的海龟

被塑料勒住致死的海豹
今天6月8日
是世界海洋日
2013年,一个名叫Boyan Slat的19岁少年刷爆Youtube:他要海洋再无塑料污染,要将恶臭的五大垃圾带清干净。他要发明一个机器,改变被塑料侵蚀的世界。
当时大人们都笑他:小孩儿做梦呢,醒醒吧。
然而,在7年后的今天,少年的白日梦,真的实现了。

13岁获得吉尼斯世界纪录
19岁宣布要建造一台海洋垃圾回收器
“把海洋清理干净”
是他的梦想

▲ Boyan Slat
动画片《哆啦A梦》中有一集提到日本的河流被污染的很严重,这时候哆啦A梦从口袋里拿出了“河川吸尘器”,没一会儿就把河川清理的干干净净。来自荷兰的Boyan Slat 想要做现实版的“哆啦A梦”。
Boyan Slat 13岁的时候发明了一个水火箭,获得了吉尼斯世界纪录,后来进入代尔夫特理工大学学习航空航天工程,但是长大后,他的目光并没有望向天空。
Boyan 17岁那年在希腊潜水的时候,发现海滩上全是垃圾,“海水中的垃圾比鱼还要多!”后来,19岁的Boyan 决定辍学并成立了自己的工作室“THE OCEAN CLEANUP”,要把被人们弄脏的大海变成原来的样子。

从那时起,这个平凡的荷兰少年,开启了自己比电影还要精彩的人生,他想改变这个世界。

海洋塑料垃圾的问题由来已久,他心里清楚这个项目风险很高,但是很多事情,你不去尝试,可能性就是零。

19岁的博杨创立了非营利性实体The Ocean Cleanup,以开发先进技术,以消除世界上的海洋塑料为使命。

作为一个技术主义者,他觉得:“技术是最有力的变革推动者,它是我们能力的放大器。”
如果现在没有条件去清理海洋,那就创造条件。

他将存了很久的零花钱300欧元都花在了The Ocean Cleanup的注册上,同时他还给几百家公司发邮件,寻求赞助。
只有一家回复了,那个人说:“这个主意很糟,你还是回去上学吧!这是垃圾,不可能成功的。”
没有人愿意相信一个稚气未脱的少年能改变世界。

面对他人的嘲笑,博杨没有灰心,他依然为了清理海洋继续日复一日地奔波,有些人心如花木,向阳而生。他依旧兴致勃勃地对大家发出邀请,出乎意料的是,竟然有上百名志愿者选择加入他的团队。

凭着那股独属于少年的不服输的傲劲儿,他带着焦虑和种种疑问,登上了TED演讲的舞台。
演讲内容呢,无非是老生常谈,他先是告诉大家塑料的危害,又用资料印证了塑料垃圾在海中的猖狂,最后又阐述了The Ocean Cleanup的设备,如何最大化地清理海洋垃圾。

然后,他说了这样一句话——
“大家明明都知道塑料垃圾对海洋的危害,可大家却说这个问题离我们太遥远。在不影响自身的提前下, 所有人都在说让我们的下一代去愁这个问题。
所以, Hello, 19岁的我来了。

可能是因为年纪太小,他在台上的姿势还有一些扭捏,表达也稍显稚嫩,但他说出的话却掷地有声。
亚马孙雨林里的蝴蝶扇动翅膀,就可能在美国形成一股飓风。没想到当初他的TED演讲在网络上意外爆火,结果他的海洋垃圾清理计划获得了200万美元的众筹,而这也是迄今为止世界上最成功的一个众筹项目。

造一条虚拟“海岸线”

▲ Boyan Slat (右)
对于海洋垃圾清理,Boyan早就有一套自己的初步设想。
与其追逐着垃圾“大海捞针”,不如设计让他们自己跑到收集设备里。
很早以前,Boyan就发现,海岸线对垃圾拦截非常有效。
既然如此,何不制造一个“人工海岸线”,垃圾自然会被洋流带入这条“海岸线”中。

从2012年到2018年,工作室经过无数次尝试、失败和修改;
2019年,熬过测试的清理系统,终于正式投入使用了。
这个耗尽了所有人心血的系统名叫001/B,由一条600米长的海面浮杆和下部3米深的锥形罩组成;

远远望去,就像一条漫长的海岸线。
在海水中,它足够柔软,能够“随波逐流;
却也足够坚韧,能够承受海水的冲击。

不放过每一只塑料瓶和废弃的渔网,也不会拦住游动的海洋生物。
只要让它自己漂流在海水中,就能自动收集垃圾。

有些垃圾,已经在海洋中沉积了几十年,在洋流的助推下进入清理系统;
随后,它们将被船只打捞运回陆地,在垃圾回收站获得新生。
海洋垃圾收集系统有了进展,Boyan团队又发现:

海洋塑料垃圾的主要来源就是入海的河流。
就如Boyan所说,河流就像一个向海洋运输垃圾的水龙头,一天不扭紧“水龙头”,则海洋“永无宁日”。
于是,工作室又开始向河流垃圾收集下功夫了。

通过沟通和努力,印度尼西亚、马来西亚、越南、多米尼加共和国的四条重污染河流都布上了Boyan所设计的拦截装置。

每天,拦截器至少能够收集50000公斤的塑料。
他们还决心,五年内要将垃圾清理系统布入全球1000条塑料污染最严重的河流。
如今,The Ocean Cleanup终于不必再“用爱发电”:他们有了自己的资金循环。

垃圾从海洋运回岸上之后,较为优质的材料将被二次加工成商品。
通过售卖这些“来自大海的塑料”,工作室能获得一定的收入,为下一步计划提供资金。
Boyan曾说:
“要实现一个梦想,你必须保证在未来五至十年中,这是你唯一要做的事。”
这个世界从不缺梦想家,也不缺实干家;
唯独缺少这样将梦想和实干结合在一起的非凡少年。
宏大命题之下,是每个人的努力;
从拒绝塑料袋、垃圾分类这种小事开始,“改变世界”,你也可以。

2014年,Boyan Slat 获得联合国环境规划署(UNEP)颁发的“地球卫士奖”。
2018年9月18日,经过5年时间的研发和测试,世界第一个清理系统 System001 在旧金山推出,被放置在最大的海洋塑料聚集区——夏威夷和加利福尼亚之间。

“要实现一个梦想,
你一定要对它充满激情,
你必须保证在未来五年或十年,
这是你唯一要做的事。”
有些人耽于享乐,有些人默默付出。
时间是最好的见证者,
你成长的每一个轨迹里都带着你挥下的汗水。
7年前的他站在讲台上呼吁:“是人类创造了塑料,这个世界上最大的拯救任务,是我们惹出来的祸,所以,请不要说我们没办法完成。”
7年后的他不断成长,在选择的路上愈发坚定。

曾经,那个穿着白色T恤稚气未脱的孩子,碧蓝眼睛里荡漾着海水, 满足了人们对少年英雄的全部想象。

而今,那张曾经稚嫩的脸,爬满了络腮胡,见证了一个男孩的成长。他坚毅的眼神从未改变, 他真的成为了拯救海洋生物的英雄!



塑料,这种神奇的材料的“祖先”是植物中最丰富的纤维素。1845年,居住在瑞士西北部城市巴塞尔的化学家塞恩伯一次在家中做实验时,不小心碰到了桌上的浓硫酸和浓硝酸,他急忙拿起妻子的布围裙去擦拭桌上的混合酸。忙乱之后,他将围裙挂到炉子边烤干,不料围裙“噗”的一声烧了起来,顷刻间化为灰烬。塞伯坦带着这个“重大发现”回到实验室,不断重复发生“事故”。经过多次试验,塞伯坦终于找到了原因:原来布围裙的主要成分是纤维素,它与浓硝酸及浓硫酸的混合液接触,生成了硝酸纤维素脂,这就是后来应用广泛的硝化纤维。塞恩伯发现硝化纤维的可塑性,而且,用它制造出来的东西还不透水,他饶有兴趣的用它制造了一些美丽的饭碗、杯子、瓶子和茶壶,他很欣赏自己的这些杰作,还特意写信给自己的好友著名科学家法拉第,告诉他这个意外收获。可惜当时法拉第并未在意。
直到一名摄影师的出现,摄影师亚历山大-帕克斯有许多爱好,摄影是其中之一。19世纪时,人们还不能够像今天这样购买现成的照相胶片和化学药品,必须经常自己制作需要的东西。所以每个摄影师同时也必须是一个化学家。摄影中使用的材料之一是“胶棉”,它是一种“硝棉”溶液,亦即在酒精和醚中的硝酸盐纤维素溶液。当时它被用于把光敏的化学药品粘在玻璃上,来制作类似于今天照相胶片的同等物。在19世纪50年代,帕克斯查看了处理胶棉的不同方法。一天,他试着把胶棉与樟脑混合,使他惊奇的是,混合后产生了一种可弯曲的硬材料。帕克斯称该物质为“帕克辛”,那便是最早的塑料,帕克斯用“帕克辛”制作出了各类物品:梳子、笔、纽扣和珠宝印饰品。
      继伯克斯之后,人们不断挖掘塑料的新用途。几乎家庭里的所有用品都可以由某种塑料制造出来。继续发展帕克斯的成果并从中获利。
     1868年,约翰-韦斯利海亚特这个来自纽约的印刷工,就抓住了机会。当时一家制造台球的公司抱怨象牙短缺。海亚特改进了制造工序,并且给了“帕克辛”一个新名称—“赛璐珞”(假象牙—译注)。他从台球制造商那里得到了一个现成的市场,并且不久后就用塑料制作出各种各样的产品。
    1902年10月24日,奥地利工程师马克思·舒施尼在前人研究的基础上又研发出了塑料袋,马克思·舒施尼不大有商业意识,完全是个学者型的人物,首先就跟公司老板说,暂时不要生产,因为这个东西还没有分解的方法,一定要等他找出分解的办法再生产。马克思·舒施尼是一个有良心的科学家,但他的老板唯利是图,当面跟他保证不会生产,可是转过身就投入生产了。这就是商业化的结果。马克思·舒施尼是个有良知的化学家,最终得知此事时,非常不开心,因为没有得到他的老板的尊重,一个非常有性格的化学家于是为此事郁郁寡欢,马克思·舒施尼自杀了。
        1909年,美国的贝克兰首次合成了酚醛塑料。
20世纪30年代,尼龙又问世了,被称为是“由煤炭、空气和水合成,比蜘蛛丝细,比钢铁坚硬,优于丝绸的纤维”。它们的出现为此后各种塑料的发明和生产奠定了基础。由于第二次世界大战中石油化学工业的发展,塑料的原料以石油取代了煤炭,塑料制造业也得到飞速的发展。  
塑料这种很轻的物质,用很低的温度加热就能使它变软,随心所欲地做成各种形状的东西。塑料制品色彩鲜艳,重量轻,不怕摔,经济耐用,它的问世不仅给人们的生活带来了诸多方便,也极大地推动了工业的发展。
然而,塑料的发明还不到100年,如果说当时人们为它们的诞生欣喜若狂,现在却不得不为处理这些充斥在生活中,给人类生存环境带来极大威胁的东西而煞费苦心了。 


塑料是从石油或煤炭中提取的化学石油产品,一旦生产出来很难自然降解。塑料埋在地下500年也不会腐烂降解,大量的塑料废弃物填埋在地下,会破坏土壤的通透性,使土壤板结,影响植物的生长。如果家畜误食了混入饲料或残留在野外的塑料,也会造成因消化道梗阻而死亡,这又给环境带来了一系列的问题,也许这就是科学给环境带来了压力。 
    故事回到了20世纪末,马克思·舒施尼的后人中诞生了一个伟大的发明家,JOHN  AIIEN LAAKAE,让我们记住这个伟大的名字。他从小听到祖父的事迹,便立志完成祖父马克思·舒施尼的遗愿,解决塑料制品不可降解这个世界性的难题。经过二十年的苦苦钻研,终于在石油中提取出一种活性物质,与植物基中提取出一种类似氨基酸的物质,把这些物质共混为一种微胶囊,可降解的聚合物是一种高分子聚合物,它通过细菌、微生物或者酶菌降解成低分子聚合物。这个过程就叫做分解代谢。
从定义上讲,天然聚合物是指生物圈中通过各种途径进行生物合成的聚合物。蛋白质、多糖、核酸、脂类、天然橡胶和木质素等都是可生物降解的聚合物。它们的降解时间从几个小时到几年不等,这完全取决于它们的功能性及结构的复杂程度。在塑料生产过程中添加1%该种物质,即可实现这种塑料制品在厌氧环境下的全降解,降解为二氧化碳,甲烷,有机腐化物。
随着这项技术的成功, LAAKAE在2008年申请了世界发明专利,并与2013年通过了发明专利,2017年完成了这项技术的产业化,终于完成了祖父的遗愿,也从根本上解决了塑料制品对环境的污染这一世界性难题。
   让我们记住,ECO啃塑剂
——这一伟大发明家LAAKAE的伟大发明。

在现时的商业社会,有多少人记得马克思·舒施尼用自己的生命所谱写的石化制品危害环境、危害健康的警示呢?即使看懂了,在巨大的物质利益面前,又有多数人可以舍弃呢?
向伟大的环保先驱马克思·舒施尼致敬!

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