شیشه: از شن تا پنجره
شیشه چگونه ساخته می‌شود؟
ساخت شیشه یک فرآیند شگفت‌انگیز است که مواد معمولی را به ماده‌ای شفاف و مفید تبدیل می‌کند. این فرآیند چند مرحله اصلی دارد:
۱. جمع‌آوری مواد اولیه: اصلی‌ترین ماده برای ساخت شیشه، سیلیس2 است که به مقدار زیاد در شن‌های ساحل یافت می‌شود. اما شن به تنهایی در دمای معمولی ذوب نمی‌شود، به همین دلیل مواد دیگری به آن اضافه می‌کنند.
۲. ذوب در کوره: مخلوط مواد درون یک کوره بسیار داغ با دمای حدود 1700 درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرد. در این دما، همه مواد با هم ذوب شده و به مایع غلیظ و قرمز رنگی تبدیل می‌شوند، درست مانند آتشفشان!
۳. شکل‌دهی و سرد کردن: این مایع داغ را می‌توان به روش‌های مختلفی شکل داد؛ مثلاً با دمیدن در آن (برای ساخت بطری) یا ریختن آن روی سطح صاف (برای ساخت شیشه پنجره). سپس شیشه به آرامی سرد می‌شود تا سخت و محکم شود.
انواع مختلف شیشه چه هستند؟
همه شیشه‌ها مثل هم ساخته نمی‌شوند. با اضافه کردن مواد مختلف یا تغییر روش ساخت، می‌توان شیشه‌های گوناگونی با ویژگی‌های منحصر به فرد تولید کرد.
| نام نوع شیشه | ویژگی‌های اصلی | مثال‌هایی از کاربرد |
|---|---|---|
| شیشه ساده | شفاف، شکننده، صاف | پنجره‌های معمولی، جام و لیوان |
| شیشه ایمنی | محکم، هنگام شکستن خرد نمی‌شود | شیشه خودرو، درب‌های شیشه‌ای فروشگاه‌ها |
| شیشه رنگی | رنگ‌های مختلف، گاهی تیره | بطری نوشابه، شیشه‌های دکوری، ویترین‌ها |
| شیشه ضدخش | سطح بسیار سخت و مقاوم در برابر خط و خش | صفحه نمایش تلفن همراه، محافظ صفحه ساعت |
شیشه در زندگی روزمره ما
اگر یک لحظه به اطراف خود نگاه کنید، حتماً چندین وسیله شیشه‌ای خواهید دید. شیشه کاربردهای بسیار گسترده‌ای دارد که برخی از آنها را هر روز می‌بینیم و استفاده می‌کنیم.
خانه و مدرسه:پنجره‌ها اجازه می‌دهند نور خورشید به داخل بتابد و هم‌زمان ما را از باد و باران محافظت می‌کنند. لامپ‌ها نیز پوشش شیشه‌ای دارند که از رشته‌های نازک داخل آن مراقبت می‌کند.
بسته‌بندی و نگهداری:بطری‌های آب، ظروف مربا و قوطی سس همگی از شیشه ساخته شده‌اند. شیشه برای نگهداری مواد غذایی عالی است زیرا بو و طعم غذا را به خود نمی‌گیرد و ما می‌توانیم محتویات داخل آن را ببینیم.
علم و فناوری:عدسی عینک یا ذره‌بین به ما کمک می‌کنند بهتر ببینیم. صفحه نمایش تلفن همراه یا تلویزیون نیز از جنس شیشه‌های پیشرفته و محکم هستند.
حتی در هنر و تزئینات، از شیشه‌های رنگی برای ساخت شیشه‌های رنگی کلیساها یا اشیای دکوری زیبا استفاده می‌شود.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
این یک باور رایج اما نادرست است. شیشه در حالت عادی یک جامد بی‌شکل3 است. این یعنی اتم‌های آن مانند مایع نامنظم هستند، اما مانند یک جامد ثابت در جای خود قفل شده‌اند و جریان ندارند. شیشه‌های بسیار قدیمی در پایین ضخیم‌تر هستند نه به خریان جریان داشتن شیشه، بلکه به دلیل روش نادرست ساخت و برش آنها در گذشته.
مواد تشکیل‌دهنده شیشه به گونه‌ای هستند که نور مرئی نمی‌تواند به الکترون‌های اتم‌های آن انرژی بدهد. در نتیجه، نور به جای جذب شدن، از آن عبور می‌کند. اما در موادی مانند آجر، ساختار مولکولی متفاوت است و نور جذب یا منعکس می‌شود، بنابراین ما نمی‌توانیم از آن طرف را ببینیم.
بله! شیشه یکی از بهترین مواد برای بازیافت است. بطری‌ها و شیشه‌های قدیمی را خرد می‌کنند و به عنوان مواد اولیه دوباره به کوره می‌برند. این کار باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی و مواد خام طبیعی می‌شود. به همین دلیل است که سطل‌های زباله مخصوص شیشه وجود دارد.
پاورقی
1شیشه (Glass): یک ماده غیربلوری و شفاف که معمولاً با سرد کردن سریع مذاب سیلیکات به دست می‌آید.
2سیلیس (Silica): ترکیب شیمیایی با فرمول $SiO_2$ که جزء اصلی شن و ماسه است.
3جامد بی‌شکل (Amorphous Solid): ماده‌ای جامد که اتم‌ها یا مولکول‌های آن مانند مایعات به صورت تصادفی آرایش یافته‌اند، اما مانند جامدات جریان ندارند.
