Найважливіший матеріал для людства

Скло змінило світ сильніше, ніж буд-яка інша речовина, але люди зазвичай цього не помічають.

Мало хто здогадується, що під час читання даного тексту слова є закодованими в сигнали світла, які рухаються зі швидкістю 125 000 миль в секунду через волоконно-оптичні кабелі, які зроблено із надтонкого скла, що є у 30 разів прозоріше за воду. Це стало можливим у 1970 році завдяки  компанії Corning Incorporated, яка запатентували кабель, що передає інформацію на великі відстані.

Часто ми читаємо зі смартфону, за це слід подякувати  Стіву Джобсу, який у 2006 році попрохав Corning зробити дуже тонкий, але міцний екран для свого нового продукту - iPhone.

У результаті з’явився продукт компанії Corning  - Gorilla Glass. Це скло підвищеної протидії до подряпин і ударів, що застосовується у дисплеях мобільних пристроїв і є у три рази міцніше хімічно обробленого натрієво-вапняного скла. Такі властивості досягаються шляхом хімічної обробки (іонного обміну), під час якої іони натрію у матеріалі заміщуються іонами калію.

І це лише початок. Без скла світ був би невпізнанним, це доводять хоча б  окуляри на вашому обличчі або лампочка у кімнаті.

Не зважаючи на широку застосовуваність скла, серед дослідників досі точаться дискусії, що таке «скло» і як його визначити.

Без відповіді залишаються питання, чому один тип скла виявляється міцнішим за інший, або чому деякі сполуки несподівані утворюють унікальні оптичні або структурні властивості.

Додамо до цього нескінчений перелік видів скла. Станом на сьогодні налічується понад 350 000 типів стекол, хоча кількість сполучень безкінечна, і ви будете здивовані, якою величезною для досліджень є ця сфера, що постійно дає нові продукти і результати.

Скло сформувало світ сильніше, ніж будь-яка інша речовина, і в багатьох випадках його можна назвати визначальним матеріалом епохи людства.

«Ми робимо скло тисячі років, але досі не маємо чіткого уявлення, що це таке», - говорить Матьє Боучі, експерт по склу та матеріалознавець в UCLA. Більшість стекол виготовляється шляхом нагрівання суміші інгрідієнтів і швидкого їх охолодження. У випадку плаского скла, з якого роблять вікна, ця суміш може містити пісок (діоксид кремнію), вапно і соду. Кремній забезпечує прозорість, кальцій забезпечує міцність, а сода зменшує температуру плавлення. Швидкий процес охолодження не дозволяє атомам формувати закономірність, пояснює Стів Мартін, вчений зі скла в Університеті штату Айова.

Це пояснює, чому скло не є ні кристалічно твердою речовиною, ні рідиною, а скоріше атомно-невпорядкованою (або аморфною) твердою речовиною. Атоми всередині хочуть відновити кристалічну структуру, але, як правило, не можуть, тому що вони практично «заморожені» на місці.

Зазираючи у майбутнє, можна передбачити, що незабаром скло використовуватимуть для зв’язування ядерних відходів, виробництва безпечних батарей та біомедичних імплантів. Інженери також сподіваються створити складні сенсорні екрани, вікна із автоматичним налаштуванням і скло, що дійсно не б’ється.

Тож наступного разу, коли ви опинитеся перед скляним предметом, згадайте, що цей матеріал, народжений Землею та Вогнем, застиглий, немов крига, спростив і полегшив життя людству та пришвидшив його прогрес.

за матеріалами The Atlantic