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一個玻璃瓶,可以在自然界中存在多久?真能存在200萬年嗎?

我們生活中隨處可見的玻璃瓶,如果沒被摔碎,或者被高溫燙裂等人工毀壞,可以在家里放很久很久,傳個一兩代都沒問題。但你知道嗎?玻璃瓶實際的存放時間遠(yuǎn)比我們想象的要長的多。

有傳言說,要是把玻璃瓶放在大自然中,它比塑料還難降解,起碼可以完好無損地存在200萬年。

那么這是真的嗎?讓我們一起來看看玻璃的原料和制作方式,是不是能扛200萬年的風(fēng)吹日曬雨淋。

玻璃為什么那么堅硬

制作玻璃的主要原料通常是多種無機礦物合成,比如石英砂、石灰石、重晶石、長石、純堿等等,這些礦物中大多數(shù)都含有一種相同的成分:二氧化硅。因此,玻璃中的主要成分也是二氧化硅,此外再包含一些其他氧化物。

玻璃不容易損壞,主要靠的就是二氧化硅,這種物質(zhì)的熔點和沸點都非常高,分別是1723度和2230度,若不是在專門的實驗室或者工廠人工加熱,自然界和普通百姓家里根本沒有這么高的溫度。

二氧化硅還有幾個重要的特點是,堅硬有脆性,無色又透明,并且具有不溶性,人們生活中和科研中用的光學(xué)儀器上,也把二氧化硅當(dāng)做主要原料。

既然復(fù)雜要求極高的光學(xué)儀器都能制,造出來的玻璃肯定質(zhì)量也沒得說。

二氧化硅堅硬的原因,得益于它特殊的原子排列結(jié)構(gòu)。在二氧化硅晶體中,原子排列成四面體結(jié)構(gòu),四個氧原子在四面體的四個角上,硅原子則位于中心。

這樣的四面體結(jié)構(gòu)有很多個,它們通過每個四面體角上的氧原子連接起來,就是說,一個氧原子是兩個四面體共有的,如此連接,一個氧原子就能與兩個硅原子結(jié)合。

這種特殊結(jié)構(gòu)叫非晶態(tài)固體,或者直接叫玻璃體,它非常的牢固,因此,由二氧化硅制作出來的玻璃就有了耐熱、耐腐蝕和氧化,且硬度高的優(yōu)點。要是再加入一些其他物質(zhì),玻璃連摔都很難摔碎。

比如通過特殊化學(xué)或者物理方法,在玻璃表面形成壓應(yīng)力,制作出來的鋼化玻璃就有非常高的承載能力。風(fēng)大吹不裂,捶打不易碎,抗彎強度能達(dá)到普通玻璃的3到5倍。

鋼化玻璃即使遇到巨大的外力破壞,它也僅僅是碎成蜂窩狀的鈍角小顆粒,不會扎傷、割傷人體。

人類制造玻璃由來已久

人類掌握玻璃的制作技能已經(jīng)有4000多年的歷史了,美索不達(dá)米亞和古埃及遺跡中都曾出土過小顆的玻璃珠。

在4世紀(jì)時,古羅馬人就開始在門窗上裝玻璃球了,那時候我國還在用紙糊窗戶,不抗風(fēng)也不扛凍,可見古羅馬人的文明有多先進。

從12世紀(jì)開始,玻璃制品成了商品,并且慢慢地進入了很多工業(yè)領(lǐng)域,成為必備材料。

1291年時,意大利人制造玻璃的技術(shù)已經(jīng)非常嫻熟,但那時候玻璃還是奢侈品,普通人用不起。直到1688年,有工匠制作出了大塊的玻璃,這個奢侈品才走下神壇,成為普通人都能用的物件。這些古代的玻璃制品有些甚至流傳到了現(xiàn)在。

比如在古羅馬遺跡考古中發(fā)現(xiàn)的一些玻璃瓶,經(jīng)歷了2000多年的歲月洗禮,卻依然沒有什么磨損?梢,在玻璃制作技術(shù)不太發(fā)達(dá)的時候,玻璃的質(zhì)量都非常好,用現(xiàn)代的技術(shù)制造,保存時間應(yīng)該可以在2000年的基礎(chǔ)上乘以10吧?

當(dāng)然,古人制造的玻璃由于技術(shù)有限,堅硬度是足夠的,可惜通透度不好。不過那時候的玻璃制品不像我們現(xiàn)在,主要用在建筑上或者杯子上來增加透光性,從古羅馬人留下的玻璃制品能看出,他們的玻璃制品都很講究藝術(shù)感,即使作為日常用品,也相當(dāng)精美細(xì)致。

在現(xiàn)代,玻璃技術(shù)提高了之后,出現(xiàn)了深加工玻璃,完全可以按需制作。需要承載能力強的,可以做鋼化玻璃、防彈玻璃、夾層玻璃等;想要保護隱私又能透光的,可以制作磨砂玻璃、壓花玻璃、調(diào)光玻璃等。

這些玻璃雖然功能性不同,但堅硬度都非常好,因為功能多了后,堅硬度、抗壓度、抗腐蝕度等等都成了玻璃制作的基本要求。

那這些玻璃真的放到自然界能挺200萬年不壞嗎?

玻璃的降解時間

一個物體的自然降解,主要靠的是光和微生物,尤其是微生物。

微生物要生存得從環(huán)境中吸取養(yǎng)分,比如我們丟掉的廚余垃圾里面有糖分、水分等等。但玻璃里面主要是二氧化硅,微生物并不需要,所以不會去降解它。

玻璃的堅硬度又很高,再兇猛的食肉動物咬上一口玻璃估計都得磕掉牙齒,所以,想靠生物處理玻璃不可能,那剩下的就只有光降解了。

光降解的意思就是,聚合物在光的作用下氧化分解?墒枪饨到忭敹嘧層猩牟A噬,因為這種降解方式也是針對有機化合物,將其中的碳原子減少。可玻璃是無機物,所以,光降解也行不通。

那就只能靠外力了,比如水流磨損,風(fēng)化,地質(zhì)運動擠壓等等,在這種復(fù)雜的摩擦運動下,玻璃才能碎裂變小,直到成為特別細(xì)小的顆粒,被大自然掩埋。

在美國加州的布拉格堡,有一片漂亮的玻璃海灘,上世紀(jì)50到60年代,一家木材工廠在這傾倒了很多垃圾,后來當(dāng)?shù)卣诹硪粋地方找了個新垃圾場,把污穢物都運了出去,只留下了玻璃。幾十年的海水沖刷后,沙灘上的碎玻璃被磨成了圓圓的小石頭

因此,玻璃能在大自然中存在多久,得看它所處的環(huán)境穩(wěn)不穩(wěn)定。如果一個完好的玻璃瓶恰好放在安全穩(wěn)定的環(huán)境中,它真的可能安心地度過數(shù)萬年。

但是玻璃能扛過200萬年,還是有些夸張,因為地殼隨時都在運動,幾十年的海水沖刷都能磨圓玻璃鋒利的邊緣,更何況200萬年的變化。

我們現(xiàn)在正好處在一個比較穩(wěn)定的階段,沒有發(fā)生滄海桑田的變化。但是想想,地球最高的山峰珠穆朗瑪峰以前都曾是一片汪洋,地球還有什么做不到的呢?

說不定不到200萬年的時間,地球就迎來一次大動靜,再堅硬的玻璃也能被壓的稀碎。

不過,玻璃的確是比塑料垃圾還難降解的物質(zhì),丟在大自然中會造成一定的污染。好在玻璃一直是可以重復(fù)利用的東西,回爐熔融之后,可以重新做成玻璃器皿、玻璃纖維等各種各樣的玻璃制品。

在未來的各科技領(lǐng)域,玻璃都是不可或缺的存在。所以,你家有用過的玻璃瓶子嗎,收集起來能賣給廢品回收站吧,雖然錢不多,但也算是為環(huán)保出了一份力。

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