Симфония № 6. Углерод и эволюция почти всего - Роберт Хейзен

Деполимеризация (Ослабление)

Разлагаемые

Пластики определенно стали чудом нашего материального века, поспособствовав появлению целого спектра дешевых универсальных продуктов, которые имеют отношение ко всем сторонам повседневной жизни. Проблема в том, что мы производим гору пластика и слишком много его беспечно выбрасывается. Бесчисленные миллионы тонн пластика — от километров замусоренных берегов вдоль Мексиканского залива до гигантских плавающих массивов в Тихом океане и «украшенных» пластиковыми пакетами неряшливых кустов в открытой ветрам сухой пустыне Сахара в Марокко — уродуют некогда девственный ландшафт. Что же делать?

Предпочтительная стратегия — разрабатывать пластик, который самоуничтожается, постепенно распадаясь, когда его срок годности заканчивается{143}. Идея заключается в том, чтобы использовать деполимеризацию — распространенный тип химической реакции, при которой полимерные связи разрушаются. Когда полимерная цепочка или сеть распадается на меньшие, не соединенные части, растворимые фрагменты молекул могут просто вымываться и возвращать атомы углерода в их природный цикл. Новые виды пластика обладают этой способностью, особенно те полимеры, которые могут разрушаться голодными микробами.

В некоторых случаях биоразложение пластика нас не устраивает. В конце концов, вы же не хотите, чтобы ненасытные микробы разъели поливинилхлоридные трубы, подключенные к вашему туалету? Но многие другие продукты — магазинные пакеты, одноразовые стаканчики и соломинки, упаковка для еды, подгузники и тысяча других недолговечных вещей — используются один раз и выбрасываются. Из более чем 300 млн т производимого ежегодно пластика перерабатывается только около 10%. Было бы здорово, если бы непереработанное исчезало с суши или из океана как можно быстрее. Особенно хорош пластик нового поколения, основанный на крахмале — полимере, который распадается в течение нескольких месяцев после компостирования. Но пластикового мусора по-прежнему слишком много, и здесь на помощь должна прийти инженерная мысль.

Другие проявления деполимеризации более проблематичны, даже опасны. Нейлон — как раз такой случай: он разлагается под действием солнечного света в течение длительного времени{144}. Этот процесс медленный; каждый раз, когда случайная волна ультрафиолета разбивает связь, разрывается лишь одно из бесчисленных триллионов звеньев в постепенно слабеющей полимерной цепи. Кроме того, процесс этот практически невидим: вы, возможно, никогда и не заметите изменения прочности нейлоновой веревки на атомном уровне.

Мой коллега и друг Фил Раппапорт, тоже выпускник Гарварда, любил альпинизм. Он всегда использовал одну и ту же «счастливую веревку» — которая годами подвергалась прямому солнечному свету в погожие дни восхождений. Когда Фил разбился в Уэльсе солнечным днем 1974 г., он упал с высоты всего 10 м. Но это было неудачное падение, и Фил умер мгновенно.

Аль денте

В Италии паста вкуснее{145}. Дело не в том, что вы едите ее в Италии, а в основном в том, что итальянцы по-другому делают пасту и затем готовят ее до приятно-твердого состояния — аль денте, или «на зуб».

Для лучших макарон ручной работы характерны три фактора. Первое главное отличие отменной итальянской пасты обеспечивают ингредиенты. Государственный контроль диктует использование 100%-ной белой муки из твердой пшеницы, известной в Соединенных Штатах как семолина[36]. Этот предпочтительный сорт муки имеет высокое содержание белков (известных нам под общим названием «глютен»), обеспечивающих эластичную структуру первоклассного теста макаронных изделий.

Второй фактор — тщательная подготовка теста, отработанная столетиями последовательность действий, сложившаяся как путем проб и ошибок, так и на основе результатов научных исследований. В воде глютен образует объемную полимерную сеть белков, которые при замешивании теста крепко связываются с частицами крахмала (он и сам является сложным полимером молекул сахаров). Большое значение имеет время: тесто нужно месить не менее 20 мин, чтобы максимально увеличить контакт семолины с холодной водой. Затем пасту с силой продавливают через специальные головки с отверстиями (их сотни видов), чтобы получить нужную форму: ракушки, бантики, спиральки, короткие толстые трубочки, срезанные под углом короткие трубочки и десятки других. Старомодные бронзовые головки предпочтительнее тефлоновых, потому что металл придает пасте более шероховатую поверхностную текстуру, на которой лучше удерживаются соусы. Наконец, в отличие от макаронных изделий массового производства, паста ручной работы сохнет день или два при скромной температуре 50 °C — достаточно низкой, чтобы полимеры белка не распались, а между глютеном и крахмалом образовались прочные связи. Полученная в результате сухая и хрупкая паста-полуфабрикат легко упаковывается и развозится по домам и ресторанам.

Приготовление — третий ключ к получению отличной пасты. Нагревание при варке разрушает полимеры. Это хорошо, когда вы имеете дело с жестким куском мяса или волокнистыми сырыми овощами. Того же результата можно добиться путем маринования, «размягчая» (т.е. деполимеризуя) еду чисто химическими средствами. Но — будь то овощи, мясо или паста — между слишком жестким и слишком мягким существует золотая середина. По мере того как пасту варят на слабом огне, она размягчается, поглощая все больше воды, при этом глютен и крахмал начинают деполимеризоваться. Хорошая паста требует достаточно долгой варки, чтобы достичь состояния аль денте, но все же не слишком длительной — чтобы не превратиться в кашу.

Хрупкие (опус 64, №5){146}

Скрипач Фред Шуп — долгожитель на сцене любительской камерной музыки Вашингтона (округ Колумбия), «аксакал» более чем пяти десятилетий музицирования, в частности импровизаций. Долгие годы выступлений выдает обширная нотная библиотека Фреда; особенно заслуженной выглядит его концертная партитура 68 струнных квартетов Гайдна. На недавней репетиции «Жаворонка»[37] потрепанные и пожелтевшие листы с партией первой скрипки Фреда (издание середины XIX столетия, сейчас уже переплетенное в прочную серую крапчатую обложку с красным тканым корешком) буквально рассыпались на части. Когда музыкант быстро перевернул первую страницу во время короткого перерыва, хрупкая бумага растрескалась, как тонкая стеклянная тарелка. Деполимеризация снова нанесла удар.

Это был не первый и не последний раз, когда Фред Шуп попросил паузу, чтобы осторожно выровнять и склеить скотчем обрывки. Кусочки бумаги, потерянные безвозвратно, оставили маленькие угловатые дырочки там, где должны быть ноты. Фред играл это произведение достаточно часто, чтобы заполнять пробелы по памяти.

Четыре толстых тома музыки — партии первой и второй скрипки, альта и виолончели — уже были древними и выглядели подозрительно, когда Фред купил их полстолетия назад в немецком Штутгарте. Десятилетия его касаний смычком и дотошных пометок карандашом, многие из которых были стерты, а потом сделаны заново, навредили и без того ослабленным страницам. Обветшание столетней бумаги, болезненно знакомое библиотекарям и коллекционерам рукописей и редких книг, — непреднамеренное последствие промышленного века, когда повышенный спрос