Today, plastics are everywhere. All of this plastic originated from one small object— that isn’t even made of plastic.
Ngày nay, nhựa có mặt ở khắp mọi nơi. Tất cả những vật dụng nhựa này đều bắt nguồn từ một vật nhỏ bé -- mà thậm chí còn không được làm từ nhựa.
For centuries, billiard balls were made of ivory from elephant tusks. But when excessive hunting caused elephant populations to decline in the 19th century, billiard balls makers began to look for alternatives, offering huge rewards. So in 1863 an American named John Wesley Hyatt took up the challenge. Over the next five years, he invented a new material called celluloid, made from cellulose, a compound found in wood and straw.
Trong nhiều thế kỉ, những quả bóng bi-a đều được làm từ ngà voi. Nhưng khi nạn săn bắn quá mức đã khiến quần thể loài voi suy giảm trong thế kỉ 19, thì những nhà sản xuất bóng bi-a đã bắt đầu tìm kiếm các giải pháp thay thế, và đưa ra những phần thưởng rất lớn. Nên vào năm 1863, một người Mỹ tên là John Wesley Hyatt đã chấp nhận thử thách. Trong 5 năm kế tiếp, ông đã phát minh ra một loại vật liệu mới có tên là celluloid, được làm từ xenlulozơ - một hợp chất tìm thấy trong gỗ và rơm.
Hyatt soon discovered celluloid couldn’t solve the billiard ball problem–– the material wasn’t heavy enough and didn’t bounce quite right. But it could be tinted and patterned to mimic more expensive materials like coral, tortoiseshell, amber, and mother-of-pearl. He had created what became known as the first plastic.
Hyatt sớm nhận ra rằng celluloid đã không thể giải quyết được vấn đề về bóng bi-a -- chất liệu này không đủ nặng và cũng không đủ độ nảy. Nhưng nó có thể được nhuộm màu và vẽ họa tiết để mô phỏng những chất liệu đắt tiền hơn như là san hô, đồi mồi, hổ phách, và xà cừ. Ông đã tạo ra một thứ mà được biết đến như là vật liệu dẻo đầu tiên.
The word ‘plastic’ can describe any material made of polymers, which are just the large molecules consisting of the same repeating subunit. This includes all human-made plastics, as well as many of the materials found in living things. But in general, when people refer to plastics, they’re referring to synthetic materials. The unifying feature of these is that they start out soft and malleable and can be molded into a particular shape.
Từ “chất dẻo” dùng để chỉ bất cứ vật liệu nào làm từ polyme - những phân tử lớn, chứa các mắt xích lặp đi lặp lại. Nó bao gồm tất cả các loại chất dẻo nhân tạo, cũng như nhiều chất liệu tìm thấy trong các sinh vật sống. Nhưng nói chung, nhắc đến chất dẻo nghĩa là nhắc đến những vật liệu tổng hợp. Đặc điểm chung của chúng đó là ban đầu chúng rất mềm và dễ uốn và có thể được đúc thành một hình dạng cụ thể.
Despite taking the prize as the first official plastic, celluloid was highly flammable, which made production risky. So inventors began to hunt for alternatives. In 1907 a chemist combined phenol— a waste product of coal tar— and formaldehyde, creating a hardy new polymer called bakelite. Bakelite was much less flammable than celluloid and the raw materials used to make it were more readily available.
Mặc dù đạt danh hiệu vật liệu dẻo chính thức đầu tiên, nhưng celluloid rất dễ cháy, khiến cho việc sản xuất trở nên rủi ro hơn. Nên những nhà sáng chế đã bắt đầu săn tìm những biện pháp thay thế khác. Vào năm 1907, một nhà hóa học đã kết hợp phenol - - một chất thải của nhựa than đá - và formaldehyde để tạo ra một loại polyme mới và bền tên là bakelite. Bakelite không dễ cháy như celluloid, và nguyên liệu thô dùng để sản xuất nó thì phổ biến hơn nhiều.
Bakelite was only the beginning. In the 1920s, researchers first commercially developed polystyrene, a spongy plastic used in insulation. Soon after came polyvinyl chloride, or vinyl, which was flexible yet hardy. Acrylics created transparent, shatter-proof panels that mimicked glass. And in the 1930s nylon took centre stage— a polymer designed to mimic silk, but with many times its strength. Starting in 1933, polyethylene became one of the most versatile plastics, still used today to make everything from grocery bags, to shampoo bottles, to bulletproof vests.
Bakelite chỉ mới là bắt đầu thôi. Vào năm 1920, các nhà nghiên cứu đã lần đầu tiên phát triển chất polystyrene trên thị trường - - một loại nhựa xốp dùng để cách nhiệt. Sau đó là polyvinyl chloride (PVC), hay vinyl, tuy mềm dẻo nhưng rất bền. Acrylic được tạo ra dưới dạng trong suốt, chống vỡ mô phỏng theo kính thủy tinh. Và vào năm 1930, sợi ni-lông đã chiếm vị trí trung tâm - - một loại polyme được thiết kế mô phỏng theo sợi tơ lụa nhưng bền hơn rất nhiều. Bắt đầu vào năm 1933, polyethylene đã trở thành một trong số các loại chất dẻo đa dụng nhất, hiện nay vẫn còn được sử dụng để chế tạo ra mọi thứ, từ túi mua hàng, chai dầu gội, cho đến đồ chống đạn.
New manufacturing technologies accompanied this explosion of materials. The invention of a technique called injection-moulding made it possible to insert melted plastics into molds of any shape, where they would rapidly harden. This created possibilities for products in new varieties and shapes— and a way to inexpensively and rapidly produce plastics at scale. Scientists hoped this economical new material would make items that once had been unaffordable accessible to more people.
Những công nghệ chế tạo mới đã đồng hành cùng với sự bùng nổ vật liệu này. Sự phát minh ra một kỹ thuật mới gọi là “ép phun” đã giúp ta cho nhựa nóng chảy vào trong các loại khuôn ở bất kì hình dạng nào - nơi mà chúng sẽ nhanh chóng đông đặc lại. Điều này giúp tạo ra các sản phẩm mới phong phú và đa dạng, và là cách để sản xuất đồ nhựa quy mô lớn một cách nhanh chóng và tiết kiệm chi phí. Các nhà khoa học hy vọng rằng loại vật liệu mới ít tốn kém này sẽ giúp cho con người dễ tiếp cận hơn với các mặt hàng từng một thời đắt đỏ.
Instead, plastics were pushed into service in World War Two. During the war, plastic production in the United States quadrupled. Soldiers wore new plastic helmet liners and water-resistant vinyl raincoats. Pilots sat in cockpits made of plexiglass, a shatterproof plastic, and relied on parachutes made of resilient nylon.
Thay vào đó, nhựa đã được đưa vào phục vụ trong Thế chiến thứ hai. Trong cuộc chiến, việc sản xuất nhựa ở Hoa Kì đã tăng lên gấp bốn lần. Binh lính đội những miếng lót mũ bảo hiểm mới bằng nhựa, và mặc áo mưa vinyl chống thấm nước. Phi công ngồi trong những buồng lái làm từ thủy tinh hữu cơ - một loại nhựa chống vỡ, và dùng những chiếc dù làm từ ni-lông đàn hồi.
Afterwards, plastic manufacturing companies that had sprung up during wartime turned their attention to consumer products. Plastics began to replace other materials like wood, glass, and fabric in furniture, clothing, shoes, televisions, and radios. Versatile plastics opened up possibilities for packaging— mainly designed to keep food and other products fresh for longer. Suddenly, there were plastic garbage bags, stretchy plastic wrap, squeezable plastic bottles, takeaway cartons, and plastic containers for fruit, vegetables, and meat.
Sau đó, những công ty sản xuất nhựa nổi lên trong thời kì chiến tranh đã chuyển sự chú ý sang mặt hàng dân dụng. Nhựa đã bắt đầu thay thế các loại vật liệu khác như gỗ, thủy tinh, và vải vóc trong đồ nội thất, quần áo, giày dép, ti vi và máy vô tuyến truyền thanh. Loại nhựa đa năng đã mở ra những tiềm năng cho việc đóng gói bao bì - chủ yếu được thiết kế để bảo quản thực phẩm và những sản phẩm khác để được tươi lâu hơn. Thình lình, ta lại có thêm túi bóng đựng rác, bọc nhựa co giãn, những chai nhựa có thể ép được, hộp giấy mang đi, và hộp nhựa cho trái cây, rau củ và thịt.
Within just a few decades, this multifaceted material ushered in what became known as the “plastics century.” While the plastics century brought convenience and cost-effectiveness, it also created staggering environmental problems. Many plastics are made of nonrenewable resources. And plastic packaging was designed to be single-use, but some plastics take centuries to decompose, creating a huge build up of waste.
Chỉ trong vài thập kỉ, loại vật liệu đa năng này đã mở ra một “kỷ nguyên nhựa.” Kỷ nguyên nhựa đã đem lại sự tiện lợi và hiệu quả kinh tế, nhưng nó cũng tạo ra những vấn đề môi trường gây sửng sốt. Nhiều loại nhựa được làm từ các nguyên liệu không tái tạo được, và bao bì nhựa được thiết kế để dùng một lần. Nhưng một số loại nhựa phải mất hàng thế kỉ để phân hủy, điều này đã tạo ra một lượng lớn chất thải.
This century we’ll have to concentrate our innovations on addressing those problems— by reducing plastic use, developing biodegradable plastics, and finding new ways to recycle existing plastic.
Thế kỉ này, ta sẽ phải tập trung đổi mới trong việc giải quyết những vấn đề đó bằng cách hạn chế sử dụng đồ nhựa, phát triển nhựa có thể phân hủy sinh học, và tìm ra những phương pháp mới để tái chế số lượng nhựa hiện có.