Az emberiség legfontosabb anyaga
íróasztal által · Megjelent 2018.05.30
Az üveg úgy változtatta meg a világot, mint más anyagok, de az emberek általában figyelmen kívül hagyják. Üveg nélkül a világ felismerhetetlen lenne. Az arcod szemüvegében, a szobádban lévő lámpákban és az ablakokban van, amelyek lehetővé teszik, hogy kint láss. Annak ellenére, hogy mindenütt jelen van, a kutatóközösségben még mindig vita folyik arról, hogyan definiálható az "üveg". Egyesek inkább a szilárdtest tulajdonságait hangsúlyozzák, mások pedig folyadékként tekintenek rá. Sok a megválaszolatlan kérdés, például: mitől erősebb az egyik üvegtípus, mint más, vagy miért egyes keverékek egyedi optikai vagy szerkezeti tulajdonságokkal rendelkező üvegeket állítanak elő. Ehhez hozzá kell adni a szinte korlátlan számú üvegfajtát - egy adatbázis több mint 350 000 üvegfajtát tartalmaz, de általában a keverékek száma korlátlan. Meglepően nagy és aktív kutatási területet fedeznek fel, amely rendszeresen elképesztő új termékeket állít elő. Az üveg minden más anyagnál jobban formálta a világot, és sok szempontból ez az emberi korszak meghatározó anyaga.
"Évezredek óta gyártunk üveget, és még mindig nincs jó elképzelésünk arról, mi ez" - mondta Matthew Bauchi, az UCLA üvegszakértője és anyagkutatója. A legtöbb poharat összetevők keverékének melegítésével, majd gyors lehűtésével készítik. A sík üveg esetében, amelyből az ablakok készülnek, ez a keverék tartalmazhat homokot (szilícium-dioxid), mészt és szódát. A szilícium biztosítja az átlátszóságot, a kalcium keménységet, a szóda pedig csökkenti az olvadáspontot. A gyors hűtési folyamat megakadályozza, hogy az atomok normális rácsot alkossanak - magyarázza Steve Martin, az Iowa Állami Egyetem tudósa.
Ez megmagyarázza, hogy az üveg miért nem kristályos szilárd és nem folyékony, hanem inkább atomi rendezetlenségű (vagy amorf) szilárd anyag. A benne lévő atomok el akarják fogadni a kristályos szerkezetet, de általában nem tudják, mert a helyükre fagytak. Lehet, hogy hallotta, hogy a székesegyházak ablaka az évszázadok folyamán folyik, ezért némelyikük alul vastagabb. Ez nem igaz: Ezek az ablakok ilyen módon készülnek, a gyártási technika miatt, amely magában foglalja az olvadt üveg forgatását, amely egyenetlen rétegeket hoz létre. De az üveg valóban mozog; csak nagyon lassan teszi. A Journal of the American Ceramic Society folyóiratban tavaly megjelent tanulmány becslése szerint egy székesegyházban szobahőmérsékleten több mint 1 milliárd évet vesz igénybe egy nanométer szivárgása. .
Bár a természetes vulkanikus üveget, mint például az obszidiánt, az emberiség történelmének kezdetén eszközzé változtatták, valószínűleg Mezopotámiában több mint 4000 évvel ezelőtt gyártották az üveget. Valószínűleg a kerámia mázak gyártásában található meg. A technika hamarosan elterjedt az ókori Egyiptomban, és az első üvegtárgyak gyöngyök, amulettek és rudak voltak, amelyeket gyakran ásványi anyagokkal színeztek, hogy más anyagokhoz hasonlítsanak.