مواد طبیعی و مصنوعی چیست؟ چه تفاوت هایی با هم دارند؟

تشخیص مواد طبیعی و مصنوعی از یکدیگر ممکن است کمی چالش برانگیز باشد. مواد طبیعی موادی هستند که به همان شکلی که در طبیعت یافت می شوند، مورد استفاده قرار می گیرند، ولی مواد مصنوعی موادی هستند که توسط انسان ها، از مواد طبیعی ساخته می شوند. تعریف این مواد در کتاب های علوم پایه ششم، هفتم و نهم آورده شده است. در این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک به این موضوع می پردازیم.

مواد طبیعی و مصنوعی چه هستند

موادی مثل اکسیژن، نیتروژن، نفت خام و…. که به طور طبیعی در محیط یافت می شوند، مواد طبیعی هستند. انسان ها برای ساخت مواد مصنوعی مثل پلاستیک، مداد، تراش، شمع و …. از مواد طبیعی استفاده می کنند.

مواد طبیعی

همانطور که قبلا هم اشاره کردیم، مواد طبیعی به همان صورتی که در طبیعت وجود دارند، استفاده شده و شامل هر ماده فیزیکی كه از گیاهان، جانوران و زمین  به دست مي آيد،  می شوند. در واقع این مواد تحت تاثیر هیچ گونه دگرگونی و تغییری که انسان یا ساخته های آن، در آن دخیل باشند، قرار نگرفته است. مثل طلا، سنگ آهن، نفت خام، چرم طبیعی، پنبه، شن و ماسه، سنگ، چوب، پوست و… که نمونه هایی از آن هاست.

مواد طبیعی به سه دسته ی ۱- مواد حیاتی مثل چوب (انواع بامبو، نخل، پوست درخت و….) و الیاف طبیعی (پشم، کتان، پنبه، ابریشم، کاپوک، چتایی، خزه، کنف و …)

۲- مواد غیر عالی مثل سنگ (سنگ خارا، ابسیدین، ماسه سنگ، سنگ های قیمتی، چخماق و ….) فلز بومی (طلا، نقره، مس، آهن و …) و کامپوزیت (پرسلان، پلاستیسین، رس و …)

۳- دیگر مواد طبیعی مثل خاک، تقسیم می شوند.

مواد مصنوعی

مواد طبیعی به وسیله ی انسان یا ماشین آلات، دچار تغییر و تحول می شوند و به موادی دیگر،  با ویژگی هایي متفاوت با مواد اولیه، به نام مواد مصنوعی تبدیل می شوند. مثلا نفت خام یک ماده ی طبیعی است، که به وسیله ی فرایند های پیچیده اي، مواد مصنوعی متفاوتی از آن به دست می آید. شیشه، بنزین، پلاستیک و فولاد، نمونه هایی از مواد مصنوعی هستند.

شناخت ماده طبیعی و مصنوعی در زندگی خود

گاهی ممکن است نتوانیم یک ماده طبیعی و مصنوعی را از هم تشخیص دهیم، مثلا وسايلي که از مواد طبیعی ساخته شده اند را،  به اشتباه مواد مصنوعی بنامیم. محصولات چوبی مثل کاغذ را در نظر بگیرید، این محصولات در واقع خود، ازدرختان ساخته شده اند ولی خود محصول ساخته ی بشر است. پلاستیک ها حاصل ترکیب شیمیایی محصولات نفتی هستند. در این جا محصولات نفتی مواد طبیعی هستند ولی خود پلاستیک ماده ی مصنوعی محسوب می شود. امروزه با پیشرفت تکنولوژی و تهیه ی مواد مصنوعی مختلف، که برخی از آن ها شباهت زیادی با مواد طبیعی دارند، تشخیص مواد طبیعی و مصنوعی از هم، کمی مشکل شده است.

مثلا وقتی پرنده یا حیوانی دیگر سازه ای را در طبیعت ایجاد می کند، آن سازه جزو مواد طبیعی محسوب می شود، ولی اگر انسان همان سازه را بسازد، آن سازه، مصنوعی تلقی می شود. دلیل این امر این است که مثلا محل زندگی حیوانات در جنگل است و آن ها به طور طبیعی در آن زندگی می کنند و خانه می سازند. ولی انسان موجودی است که وقتی وارد جنگل شود، با ساخت خانه یا سازه های دیگر، محیط طبیعی جنگل را تغییر می دهد و آن را از حالت اولیه و طبیعی خود خارج می کند. بنابراین ما هر چیزی که انسان می سازد را در دسته بندی، جزو مواد مصنوعی قرار می دهیم.

طول عمر ماده های طبیعی و مصنوعی

معمولا، موادی که توسط انسان ها ساخته می شوند، عمری طولانی تر از مواد طبیعی دارند. زیرا مواد طبیعی زمانی زنده بوده اند، بنابراین عمر کمتری داشته و زودتر از بین می روند.

مراقبت و نگهداری از ماده های مصنوعی و طبیعی

موادهای مصنوعی که ساخته ی دست انسان هستند، دوام بیشتری دارند و نیاز به نگهداری کمتری نسبت به مواد طبیعی که کم دوام تر هستند، دارند. مثلا شستشوی لباسي از جنس پلی استر، نیاز به مراقبت و حساسیت کمتری نسبت به لباسی با جنس ابریشم که از الیاف طبیعی ساخته شده است، دارد.

اثرات مخرب محيطي مواد مصنوعی

انسان ها تعداد زیادی ماده مصنوعی متفاوت در مقیاس صنعتی تولید می کنند، که این مواد ساخته ی دست انسان، دوام زیادی داشته و اثرات سوئی بر محیط زیست وارد می کنند و از بین بردن آن ها کاری به نسبت دشوار است. مثلا پلاستیک ها مشتقات نفتی ساخته ی دست انسان ها هستند، که اگر در طبیعت رها شوند موجب آلودگی آن می شوند و هزاران سال طول می کشد تا این ماده در طبیعت تجزیه شود. بنابراین باید به دنبال یافتن راه کار هایی برای کم کردن تولید این مواد باشیم. یکی از راه کارهای مناسب برای کاهش تولید ماده مصنوعی، بازیافت کردن آن ها است. یکی از راه های دیگر جایگزین کردن مواد طبیعی که دوام کمتری دارند و به راحتی تجزیه می شوند، با مواد مصنوعی است.

تاثير ماده طبیعی و مصنوعی بر زندگی انسان

در زمان گذشته انسان ها معمولا، از مواد طبیعی اطراف خود، بدون این که تغییر زیادی بر آن ها وارد کنند، استفاده می کردند. اما با گذشت زمان و پیشرفت علم و فناوری، انسان در صدد برطرف کردن نیازهایش بر آمد و به تولید مواد مصنوعی پرداخت. طوری که امروزه تقریبا بیشتر چیزهایی که در اطرافمان وجود دارند و از آن ها استفاده می کنیم، مصنوعی و ساخته ی دست بشر است و زندگی بدون آن ها برایمان سخت و غیر قابل تصور است.

 برخي از موارد استفاده از مواد مصنوعي

الياف مصنوعي

اين الياف به صورت طبيعي وجود ندارند ولي مي توانند ريشه ي طبيعي داشته باشند و با روش هاي صنعتي و خاصي توليد شوند. الياف مصنوعي شامل : الياف سلولز، الياف استات سلولز، ويسكوز، اكرليك، پلي پروپن، پلي آميد يا نايلون، پلي استر، پلي وينيل الكل و پلي اتيلن است. تعداد زيادي از لباس هايي كه در زندگي روزمره خود، استفاده مي كنيم از اين الياف ساخته مي شوند.

چرم مصنوعي

از چرم در توليد پارچه، كفش و اثاث يا لوازم خانگي استفاده مي شود. چرم به دو شكل طبيعي و مصنوعي، وجود دارد. در توليد چرم مصنوعي يك پوسته لايه پوشش بالاي يك پليمر مصنوعي مخلوط قرار مي گيرد. البته اين يكي از روش هاي توليد چرم است.

تحقیق در مورد مواد طبیعی و مصنوعی

از نظر علم ماده مصنوعی ماده ای است که در آن مواد اولیه به صورت شیمیایی تغییر می کنند تا ماده ای با ویژگی های متفاوت تولید شود. یک مثال رایج پلاستیک است. برای ساختن آن، نفت فرآوری شده و از نظر شیمیایی تغییر می کند تا در نهایت تبدیل به پلاستیک شود. مجموعه ای از واکنش های شیمیایی که برای تبدیل منابع طبیعی به محصولات مصنوعی استفاده می شود سنتز شیمیایی نامیده می شود.

برای ساختن یک محصول طبیعی، منابع طبیعی از نظر شیمیایی چندان تغییر نمی کند. یک نمونه صندلی چوبی است. طبیعی تر از مصنوعی است، زیرا شکل آن تغییر کرده است، اما جنس آن هنوز چوب است. طبقه بندی شیشه کمی سخت تر است، اما می تواند یک ماده طبیعی در نظر گرفته شود. زیرا از ماسه ای به دست می آید که ذوب شده و سپس سرد شده است. مولکول‌ هایی که شیشه را تشکیل می ‌دهند هنوز همان چیزی هستند که در ماسه وجود داشت. هم محصولات مصنوعی و طبیعی از منابع طبیعی ساخته شده‌ اند. اما محصولات مصنوعی توسط افراد فرآوری و دچار تغییر شیمیایی می شوند تا ماده جدیدی با ویژگی های متفاوت تولید شود.

اگر به اندازه کافی تحقیق کنید که مواد از چه چیزی ساخته شده اند، متوجه خواهید شد که تمام مواد مورد استفاده برای ساخت محصولات از دنیای ما آمده است. آنها ممکن است در اصل از گیاهان، حیوانات یا زمین به دست آمده باشند.

یافتن اطلاعات دقیق و خاص در مورد برخی از جنبه های منابع طبیعی، فرآیندهای تولید و تأثیرات اجتماعی مواد و محصولات مصنوعی برای دانش آموزان ممکن است چالش برانگیز باشد. دانش ‌آموزان را تشویق کنید که تا آنجا که می‌ توانند اطلاعات بیشتری کسب کنند تا اصول اولیه منابعی را که برای ساخت محصول استفاده می ‌شود، فرآیند کلی نحوه ساخت آن، تأثیرات مثبت و منفی تولید و استفاده از محصول بر جامعه را درک کنند.