de Tamplarie · Publicat la 30.05.2018

proprietățile sale

Sticla a schimbat lumea ca niciun alt material, dar de obicei oamenii o ignoră. Fără sticlă, lumea ar fi de nerecunoscut. Se află în ochelarii de pe față, lămpile din cameră și ferestrele care vă permit să vedeți afară. Dar, deși este omniprezent, există încă o dezbatere în comunitatea cercetătorilor despre cum să definim „sticla”. Unii tind să sublinieze proprietățile sale în stare solidă, în timp ce alții îl privesc ca pe un lichid. Întrebările fără răspuns abundă, cum ar fi: ce face un tip de sticlă mai puternic decât altul sau de ce unele amestecuri produc ochelari cu proprietăți optice sau structurale unice. Adăugați la aceasta numărul aproape nelimitat de tipuri de sticlă - o bază de date conține peste 350.000 de tipuri de sticlă, dar, în general, numărul de amestecuri este nelimitat. Se descoperă un domeniu de cercetare surprinzător de mare și activ, care produce în mod regulat produse noi uimitoare. Sticla a modelat lumea mai mult decât orice altă substanță și, în multe feluri, este materialul definitoriu al erei umane.

"Facem sticlă de mii de ani și încă nu avem o idee bună despre ce este", a declarat Matthew Bauchi, expert în sticlă și cercetător în materiale la UCLA. Majoritatea paharelor se fac încălzind și apoi răcind rapid un amestec de ingrediente. În cazul sticlei plate din care sunt fabricate ferestrele, acest amestec poate include nisip (dioxid de siliciu), var și sodă. Siliciul asigură transparență, calciul oferă duritate, iar sifonul scade punctul de topire. Procesul de răcire rapidă previne formarea de către atomi a unei rețele normale, explică Steve Martin, un om de știință de la Universitatea de Stat din Iowa.

Aceasta explică de ce sticla nu este nici un solid cristalin, nici un lichid, ci mai degrabă un solid dezordonat atomic (sau amorf). Atomii din interior vor să preia o structură cristalină, dar de obicei nu pot, deoarece sunt înghețați la locul lor. Poate că ați auzit că ferestrele catedrelor curg de-a lungul secolelor, așa că unele dintre ele sunt mai groase în partea de jos. Acest lucru nu este adevărat: aceste ferestre sunt realizate în acest fel, datorită tehnicii de producție, care implică rotirea sticlei topite, ceea ce creează straturi inegale. Dar paharul se mișcă; doar o face foarte încet. Un studiu publicat anul trecut în Journal of the American Ceramic Society estimează că sticla dintr-o catedrală la temperatura camerei va dura mai mult de 1 miliard de ani pentru a scăpa un nanometru. .

Deși sticla vulcanică naturală, cum ar fi obsidianul, a fost transformată în instrumente la începutul istoriei umane, sticla a fost probabil produsă prima dată în Mesopotamia în urmă cu mai bine de 4.000 de ani. Probabil găsit în producția de glazuri ceramice. Tehnica s-a răspândit în curând în Egiptul antic și primele obiecte de sticlă au fost mărgele, amulete și bastoane, adesea colorate cu minerale pentru a arăta ca alte materiale.

Încă de la începutul mileniului al II-lea î.Hr., meșterii au început să facă vase mici de sticlă, cum ar fi vaze. Arheologii au găsit plăci cu inscripții care descriu rețeta materialului, dar sunt scrise cu un cod conceput pentru a ascunde secretele comerciale.

Prima inovație majoră a venit în secolul I î.Hr., când sticla a fost inventată în jurul Ierusalimului. Romanii au învățat în curând cum să facă sticla relativ transparentă și au apărut primele ferestre de sticlă. Aceasta este o schimbare importantă; anterior materialul era valoros în principal pentru culoarea și proprietățile sale decorative. În loc să se uite la pahar, oamenii ar putea acum să se uite prin el. În câteva secole, romanii au început să producă sticlă la scară industrială și, în cele din urmă, au răspândit-o în Eurasia. În acea perioadă, știința nu explica proprietățile sticlei și era considerată ceva magic. De exemplu, în Roma, în secolul al IV-lea, a fost făcută ceașca Lycurgus, care părea verde jad când era aprinsă în față și roșu sângele când era aprinsă în spate. Studiile arată că proprietățile sale incredibile se datorează prezenței nanoparticulelor de argint și aur în sticlă, care își schimbă culoarea în funcție de locația observatorului.

În timpul Evului Mediu, secretele fabricării sticlei au rămas vii în Europa și în lumea arabă. La sfârșitul evului mediu, europenii produceau vitralii. Aceste picturi de sticlă magnifice din bisericile din Europa de Vest joacă un rol imens în predarea scripturilor către populația analfabetă în masă. Nu este de mirare că vitraliile sunt numite „Biblia celor săraci”.

Deși ferestrele există încă din epoca romană, acestea rămân scumpe și greu accesibile. Acest lucru a început să se schimbe după construirea Palatului de Cristal pentru Târgul Mondial din Londra din 1851. Clădirea uriașă, când a fost finalizată, conține aproape 1 milion de metri pătrați de sticlă. (Aceasta este de patru ori geamul clădirii Națiunilor Unite din New York, ridicat un secol mai târziu.) Crystal Palace arată oamenilor frumusețea ferestrelor și are un impact important asupra arhitecturii și gusturilor consumatorilor. Crystal Palace a ars la pământ în 1936, dar ferestrele au devenit mult mai accesibile câțiva ani mai târziu, când compania britanică Pilkington a inventat tehnica sticlei flotante, o modalitate simplă de a crea panouri plate de sticlă turnându-l pe tablă topită.

Cu mult înainte ca ferestrele să devină un fenomen de masă, inventatorii necunoscuți din nordul Italiei au creat primele ochelari la sfârșitul secolului al XIII-lea. Invenția a contribuit la răspândirea alfabetizării și a pregătit calea pentru lentile mai sofisticate, care ar permite oamenilor să vadă lucruri uimitoare. În jurul anului 1400, venețienii au perfecționat procesul și au creat un „cristal” - sticlă foarte clară, folosind tehnici dezvoltate în Orientul Mijlociu și Asia Mică.

Venetienii au creat și primele oglinzi din sticlă, care au schimbat lumea într-un mod neașteptat. Anterior, oglinzile erau făcute din metal lustruit sau obsidian, dar erau scumpe și nu reflectau bine. Invenția a deschis calea telescoapelor și a revoluționat arta, permițându-i artistului italian Filippo Brunelleschi să descopere perspectiva liniară în 1425. Oglinzile schimbă, de asemenea, percepția oamenilor despre ei înșiși. Scriitorul Ian Mortimer crede chiar că înainte de apariția oglinzilor din sticlă, care permit oamenilor să se vadă ca fiind unici și distincti de alte ființe, conceptul de identitate individuală nu exista.

Pe lângă reflectare, sticla se poate mări și. În jurul anului 1590, tatăl și fiul Hans și Zacharias Jansen au inventat un microscop cu lentile la ambele capete ale unui tub și o mărire de nouă ori. Olandezul Anthony van Leeuwenhoek sare înainte, creând un dispozitiv care mărește imaginile de până la 270 de ori.

Astăzi, influența sticlei nu prezintă semne de slăbire. Privind spre viitor, cercetătorii speră să facă descoperiri cu un răspuns similar, folosind sticla pentru conectarea deșeurilor nucleare, să facă baterii mai sigure și implanturi biomedicale mai sofisticate. Inginerii încearcă, de asemenea, să creeze ecrane tactile sofisticate, ferestre cu închidere automată și sticlă cu adevărat incasabilă.