Текст уведомления здесь

Стекло. Научные байки дядюшки Серафима

Почему песок непрозрачный, а стекло очень даже? Когда обнаружили самую древнюю стеклянную бусину? Как вообще делают посуду? Обо всем этом в новом выпуске дядюшки Серафима.
Добавить в закладки
Комментарии

Всем привет, меня зовут дядюшка Серафим, и в эфире мои научные байки.

Поговорим мы сегодня о стекле. Для начала о самом простом — о том, из которого делают банки, витрины, оконные стекла, посуду и множество других предметов, которые нас окружают и стали уже такими привычными, что мы без них не представляем свой быт.

Итак, стекло. В каждом доме есть окна, а в оконных рамах — прозрачные или тонированные стекла. Стекло делают из песка. Но не из любого, а из кварцевого: он меньше и белее, чем обычный, который мы видим на пляже. Такой песок сваливают в печь, прогретую до 1500 градусов. В песок добавляют для прочности будущего стекла и уменьшения температуры плавления ряд веществ: сульфат, полевой шпат, соду, селитру и доломит. В печи кварцевый песок плавится, становясь вязкой жидкостью, и, пока стекло не остыло, его заливают в формы.

Почему непрозрачный песок превращается в прозрачное стекло? Если рассмотреть песчинку под микроскопом, она окажется прозрачной, только грани у нее расположены под разными углами — из-за этого проходящий сквозь нее луч света все время преломляется, и кажется, что песок непрозрачный.

Теперь вернемся к истории. В древнерусских крестьянских деревянных постройках и даже городских зданиях окна были крошечные. Самыми престижными считались слюдяные оконницы (рамы). В крестьянских домах для той же цели использовали бычий пузырь, рыбий паюс, холст, тонкие липовые пластины, а в зимнее время — даже простой лед. Эти традиции оказались настолько сильными, что еще сто лет назад в русских деревнях можно было встретить такие окошки, где вместо стекол вставлялась бумага, налимья кожа и слюда.

На смену деревянным теремам и избам пришли каменные постройки. Но окна в них остались такие же, как и раньше. К примеру, в жилых палатах XVII века были окна в виде арочных ниш. Для лучшего освещения их делали так: проем расширялся внутрь помещения. Оконницы (рамы) делали из белого или красного железа, переплетенного сеткой в виде трех- и четырехугольников, кругов, кубов.

В середине века слюду, вставленную в оконницы, стали раскрашивать. Слюдяные оконца разрисовывали фигурками людей, зверей или птиц. Но света они по-прежнему пропускали мало, плохо защищали и от холода. Поэтому окна закрывали ставнями, глухими или со слюдой, обитыми для тепла мехом или сукном, а позднее были придуманы вторые — зимние — рамы.

В эпоху Ренессанса в Европе начали делать большие оконные проемы. В Россию эта новинка пришла при Петре Первом. В оконные переплеты наконец-то начали вставлять стекла.

К слову, оконное стекло появилось только в первом веке нашей эры. С началом массового строительства верхних этажей в Риме стекло вошло в употребление. Маленькие окна обычно закрывались целым листом стекла, в большие же вставлялись деревянные или бронзовые рамы. Однако вплоть до XVIII века стекло стоило баснословно дорого. Подобную роскошь могли себе позволить только в очень богатых домах.

Самым первым зданием со стеклянными окнами стала баня в Помпеях. Размеры их составляли 0,9×1,2 м. В средние же века центром развития стекольного искусства становится Венеция.

Вообще, родиной стекла считается Египет: в пирамидах первых фараонов были фрагменты фаянсовой посуды. А в Берлинском музее хранится зеленая бусина, найденная египтологом Флиндерсом Питри около Фив. Считается, что ей около 5,5 тысяч лет. Египетские стеклоделы плавили стекло на открытых очагах в глиняных мисках. Спекшиеся куски бросали раскаленными в воду, где они растрескивались, и эти обломки, так называемые фритты, растирались в пыль жерновами и снова плавились. По большому счету можно сказать, что технология производства стекла слабо изменилась за эти несколько тысяч лет.

Изготовление старинного стекла основывалось на использовании неочищенных природных материалов — песка, золы, соды, бедных загрязненных минералов, поэтому оно часто было мутным. Рецептура прозрачного стекла была известна еще в древности, о чем свидетельствуют античные флаконы и бальзамарии, в том числе и цветные: на помпейских фресках мы видим совершенно прозрачную посуду с фруктами. Но вплоть до Средневековья, когда огромное распространение получают витражи, не приходится встречать образцов стеклоделия, выраженно обладающих этими свойствами

Обычная стеклянная масса после остывания имеет желтовато-зеленый или голубовато-зеленый оттенок. Стеклу можно придать окраску, если в состав шихты добавить, например, оксиды тех или иных металлов, которые в процессе варки изменят его структуру, что после остывания, в свою очередь, заставляет стекла выделять определенные цвета из спектра проходящего сквозь них света. Железистые соединения окрашивают стекло в разные оттенки — от голубовато-зеленых и желтых до красно-бурых, окись марганца — от желтых и коричневых до фиолетовых, окись хрома — в травянисто-зеленый, окись урана — в желтовато-зеленый (урановое стекло), окись кобальта — в синий (кобальтовое стекло), окись никеля — от фиолетового до серо-коричневого, окись сурьмы или сульфид натрия — в желтый (в самый же красивый желтый окрашивает, однако, коллоидное серебро), окись меди — в красный (так называемый медный рубин в отличие от золотого рубина, получаемого прибавкой коллоидного золота). Костяное стекло получается замутнением стекломассы пережженной костью, а молочное — прибавкой смеси полевого и плавикового шпата. Теми же прибавками, замутнив стекломассу в очень слабой степени, получают опаловое стекло.

Видов стекла очень много: оптическое, прозрачное, цветное, пористое, художественное, смарт-стекло, фотохромные и электрохромные разновидности, пеностекло и стеклоэмаль. Каждый вид имеет собственные характеристики в зависимости от задач, которые ставятся перед материалом.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы