Стекло – это одно из самых удивительных и в то же время простых веществ из открытых когда-либо человечеством. Это уникальный материал, используемый практически во всех сферах деятельности человека. Оно используется в строительстве, быту, производстве, науке, химической и других видах промышленности, космонавтике и различных наукоемких отраслях. Секрет производства и обработки стекла известен очень давно. Ученые полагают, что первыми освоили стеклоделие древние египтяне около 6 тысяч лет назад. Об этом свидетельствуют уникальные находки на территории современного Египта.
Также производство стекла было известно в Месопотамии и Передней Азии. С древних времен стекло очень ценилось и стоило очень дорого. В настоящее время стекло стало более доступным, появилось великое множество разновидностей этого уникального материала, используемого для различных целей и нужд. Но, тем не менее, стекло не потеряло своей важности, а наоборот получает широкое применение все в новых и новых отраслях деятельности человека. Всем известно, что такое стекло, но не все знают, насколько этот материал разнообразен и интересен.
Первенство в производстве стекла принадлежит древним египтянам. Доказательством этого могут служить стеклянные облицовочные плитки, найденные при раскопках пирамиды Джоссера, датируемые 27 веком до нашей эры. Еще более древние находки стеклянных украшений относятся ко времени правления первой династии фараонов – около 5 тысяч лет до нашей эры. Это говорит о том, что уже в то время египтянам был известен не только секрет производства стекла, но и способы его обработки, которые для того времени являются просто невероятными.
На территории Древней Месопотамии была найдена печать цилиндрической формы, выполненная из стекла, что свидетельствует о том, что и на этой территории была известна технология производства стекла как минимум 4,5 тысячи лет до нашей эры. А найденная в районе Фив бусинка, датируется временем около 5,5 тысяч лет до нашей эры. Также археологи находят артефакты стеклянного происхождения, предположительно относящиеся к древним финикийцам.
Стекло очень просто по составу. В него входит около 70% кварцевого песка, известь и сода. Состав современного стекла значительно сложнее. В него могут входить различные вещества, присадки и металлы, в зависимости от того для каких целей будет оно использоваться. Также стекло нередко покрывается различными веществами и тонируется. Благодаря этому стекла бывают жаропрочными, пуленепробиваемыми или крошатся при ударе на мелкие кусочки, что позволяет избежать серьезных травм. Последнее получило широкое применение в автомобилестроении.
Физические характеристики стекла также вызывают огромный интерес. Стекло плавится при температуре от 300 до 2,5 тысяч градусов в зависимости от состава. А образовавшаяся при ударе трещина движется со скоростью около 5 тысяч километров в час.
Стекло нейтрально к действию щелочей и кислот. Это предопределило его повсеместное использование в химической промышленности. Но это, также, является и минусом этого материала. Из-за своей нейтральности к действию агрессивных сред, стекло разлагается более одного миллиона лет при обычных условиях, что является абсолютным рекордом среди всех веществ.
Несмотря на то, что стекло практически не разлагается, у него есть положительные моменты. Стекло может быть переплавлено, причем оно не теряет своих характеристик и массу при этом процессе. К тому же, вторичная переработка стекла выгоднее почти на 40%, нежели его производство из исходных компонентов.
Скорость застывания стекла невероятно высокая. Это происходит благодаря наличию в составе соды и извести, которые ускоряют процесс, не давая тем самым кремнию выстроить кристаллическую решетку. Таким образом, стекло не кристаллизуется, а затвердевает, образовывая идеально гладкую поверхность. Такое состояние вещества называется аморфно твердым. Если же в составе не имеется соды и извести процесс застывания протекает значительно медленнее, благодаря чему атомы успевают сформировать правильную кристаллическую решетку. В результате такого процесса образуется кварц.
Стекло кардинально изменила жизнь человека. В средние века люди научились делать линзы, что позволило в 13 веке создать первые очки. Это помогало ученым продолжать свои изыскания даже после того, как их зрение портилось. А обычные люди могли видеть и довольно комфортно жить с плохим зрением.
Немаловажной заслугой стекла является использование линз в мореходстве и военном деле. Их применение позволило создать подзорную трубу, что позволяло морякам и командирам видеть гораздо дальше, чем может человек «невооруженным» глазом.
Изобретение зеркала также было бы не возможно без применения стекла. В настоящее время зеркала играют важную роль не только в быту, но и в освоении космоса, энергетике и других отраслях наукоемких производств.
Благодаря зеркалам и линзам у человечества появилось два очень важных прибора, которые позволили вывести науку на небывалую высоту. Это микроскоп и телескоп. Изобретение микроскопа позволило человеку заглянуть в микромир и увидеть воочию главный строительный материал всего живого – клетку. А появление телескопов позволило «приблизить звезды» и исследовать далекие глубины космоса.
Благодаря тому, что производство стекла перешло на новый уровень в 17 веке оно стало дешевле. Его могли себе теперь позволить не только состоятельные люди, но и простолюдины. Это привело к тому, что дома людей стали «чище» от бактерий из-за проникающего сквозь окна ультрафиолета и снизило смертность людей от болезней.
