Патент на создание веществ
На протяжении миллионов лет патент на создание материи принадлежал природе. Все минеральные и органические вещества появлялись без вмешательства живых существ, населявших землю.
Даже с началом эры человека несколько тысяч лет назад ситуация не изменилась: первые сознательные попытки создать новые вещества путем химических реакций были ограничены крайне простыми средствами, главным образом нагреванием.
С тех пор картина изменилась. Постепенно человек стал оспаривать монополию природы на создание веществ. Новые знания выглядели настолько революционными,что потом целые эпохи были названы в честь полученных веществ. Например, Бронзовый Век был назван в честь открытия медно-оловянного сплава.
Но сознательное изменение химической структуры большинства природных материалов, получаемых из растений и в процессе жизнедеятельности организмов, таких как пчелиный воск, молочный казеин, пигменты, воски, смолы, масла, лекарственные вещества было все еще невозможно. Однако, в середине 19-го века химикам удалось синтезировать органические вещества из промышленных отходов, а именно из угольной смолы или дегтя. Появились синтетические краски для стен, краски по дереву, лекарственные и другие вещества, которые почти полностью вытеснили натуральные материалы, традиционно использовавшиеся в этих целях. В начале 20-го века деготь был заменен нефтью, ставшей основой синтетической химии и производства всевозможных ЛКМ.
В наши дни нефтехимия это основной источник органических химикатов. Стиральные вещества, текстильные волокна, паркетное масло, огромное разнообразие красок для стен и красок для дерева – большинство людей не подозревают, что нефть служит основой для их производства.
Проблемы нефтехимии
Нефтехимия основана на не возобновляемом сырье - нефти. Как правило, основная критика направляется на ограниченность этого сырья. Публичная дискуссия о проблемах ископаемых источников энергии позволяет легко понять, что сырье настолько ограниченное в своем количестве не соответствует даже основным критериям возобновляемости. Менее известным является тот факт, что в конце своего жизненного цикла все продукты нефтехимии (включая краски для стен интерьера!) имеют те же побочные эффекты, что и нефть, сжигаемая для получения энергии. Углерод, входящий в состав нефтепродуктов и материалов на их основе превращается в парниковый газ CO2, который не способен вернуться в естественный цикл и поэтому загрязняет атмосферу.
Есть еще и другая проблема нефтехимии, о которой не осведомлены даже многие химики. Химические составляющие нефти, главным образом углеводороды, чрезвычайно непригодны для использования в качестве отправной точки химических реакций. Этот на первый взгляд парадокс (принимая вездесущность нефтехимии такое заключение несомненно выглядит парадоксальным) основан на двух фактах: с одной стороны, углеводороды нефтехимии практически не имеют пригодных к употреблению химических свойств, с другой они крайне инертны и поэтому не поддаются простым химическим реакциям. Таким образом, нефть может быть сделана пригодной для получения из нее необходимых веществ (например, красок) только за счет гигантских технических усилий требующих неэффективных затрат энергии. Методы, которые использует для этого современная нефтехимия, поражают наивного наблюдателя своей грубостью.
Сначала молекулы нефти почти полностью разрушают, при этом затрачивается значительная энергия. Полученные меньшие молекулы все еще не обладают необходимыми свойствами и после активного разрушения их необходимо связать в более крупные молекулы для получения «очищенных химикатов» обладающих искомыми свойствами: цвет, запах, прочность, пластичность и т. д. Проблема в том, что разрушенные молекулы все еще не достаточно активны и не объединяются в нужные вещества самопроизвольно, без внешнего воздействия. На этот раз для укрупнения молекул затрачивается значительное количество энергии с применением агрессивных химикатов: хлор, озон и др. Несмотря на свою научно-техническую изобретательность, вышеперечисленные методы получения материалов (красок) из нефти являются крайне неэффективными. Количество побочных продуктов и отходов весьма значительно и может быть переработано во что-либо полезное лишь с огромными затратами энергии.
Резюмируя можно сформулировать основные проблемы использования нефти в качестве исходного сырья:
1. Искомые свойства, скрытые в молекуле нефти могут быть добыты лишь ценой радикальной химической обработки, с колоссальными затратами энергии.
2. Большое количество отходов и веществ, не имеющих аналогов в природе и потому представляющих риск и даже долгосрочную опасность для здоровья.
Возрождение натуральных красок
В последние годы, указанные недостатки нефтехимии, так же как развитие химии в целом привели к блестящему возрождению 100% возобновляемых натуральных материалов как основы для ежедневной химической продукции. Этот процесс не имеет отношения ни к ностальгии, ни к идеологии, ни к веяниям моды. В значительной степени это ориентированное в будущее фундаментальное направление. Своей успешной исследовательской и активной образовательной деятельностью компания AURO вносит существенный вклад в этот процесс. Натуральные краски AURO решает множество проблем, присущих краскам на основе нефти (синтетические краски):
- Натуральные вещества входящие в состав натуральных красок возобновляемы, они возникают и разлагаются в полностью замкнутом природном цикле и не приводят к проблеме утилизации мусора.
- Синтез внутри растения осуществляется с помощью солнца и не требует ископаемой или ядерной энергии.
- Децентрализация мест происхождения натуральных веществ исключает традиционную проблему локальной концентрации обычных химических заводов.
- Для получения растительного сырья не требуется никаких опасных реагентов.
- Фотосинтез уже позаботился о богатой структуре растительного сырья.
- Использование натурального сырья позволяет создавать краски с высокими эксплуатационными характеристиками путем лишь небольшой модификации исходных веществ.
Натуральные материалы и нежная химия AURO
Как правило, материал с заданными свойствами может быть получен из бесконечного разнообразия растительных материалов путем простой предварительной обработки, например, сортирования, дистилляции или экстрагирования. Очевидно, для таких модификаций должен выполняться фундаментальный принцип минимизации вмешательства в структуру молекулы.
Принципы «нежной химии», провозглашенные AURO гласят: степень вмешательства, затрачиваемая энергия, токсичность используемых реагентов, а так же количество получаемых побочных продуктов и отходов при производстве ЛКМ должны иметь наименьший возможный уровень. Главный принцип AURO состоит в минимизации нарушения молекулярной целостности сырья. Примеры из области производства натуральных красок: прессование льняного масла холодным способом, ограниченный отбор смолы даммар из дерева, дистилляция апельсинового масла. Если для достижения необходимых функций необходима химическая модификация, молекулярная структура будет сохранена насколько возможно. Примеры из области натуральных красок: мыло из растительных масел или пчелиного воска, глицериновый смоляной эфир, выкипяченный из масел и смол, обжиг природных земель. Краска по дереву AURO № 160 (морилка) является замечательным примером эффективности такого подхода: здесь мы имеем краску по дереву незаурядного качества (победитель многих тестов), не содержащую растворителей и произведенную на основе 100% растительного связующего.Ниже приведен пример показывающий различные уровни модификации (денатурализации). Продукты питания были выбраны для лучшей иллюстрации.
Сравнение уровней денатурализации сырья для красок и продуктов питания
| Уровни денатурализации от 1 (полностью натуральный) до 8 (полный отход от природы) | Примеры из области красок | Схожий уровень денатурализации продуктов питания |
1 | Полностью натуральный продукт, созданный без вмешательства человека | Ключевая вода | Дикий фрукт |
2 | Полностью натуральный продукт, собираемый человеком | Смола даммар | Зерно |
3 | Натуральный продукт, обработанный только механически | Канифольная смола | Пшеничная мука |
4 | Химически модифицированный натуральный продукт с почти не измененной молекулярной структурой | Мыло из растительного масла | Испеченный хлеб |
5 | Химически модифицированный натуральный продукт со значительно измененной молекулярной структурой | Алкидные смолы | Полиглицериновый эфир |
6 | Синтетический материал с молекулярной структурой «идентичной природной» | Искусственный ализарин | Ароматизатор «идентичный натуральному» |
7 | Синтетический материал с молекулярной структурой схожей с природной | Перметрин | PHB эфир |
8 | Синтетический материал с молекулярной структурой, не встречаемой в природе | Изоалифаты | Сахарин (подсластитель) |
Как в производстве продуктов питания, так и в производстве красок, здоровье конечного потребителя должно ставиться во главу угла. Ежедневная пища и созданные химией товары повседневного использования, например краска по дереву, масло для паркета, или моющие средства должны производиться из натурального сырья, которое либо слегка модифицировано,, либо не модифицировано вовсе. Материалы и краски с большей степенью модификации должны играть меньшую роль, а сильно модифицированные материалы и краски не должны использоваться вообще.
Герман Фишер
