Što je staklo?

Staklo je amorfna krutina koja postoji u različitim oblicima tisućama godina i proizvodi se za ljudsku upotrebu od 12,000 pr. O njegovom statusu tekućine, naspram čvrste tvari, žestoko se raspravljalo. Kratka priča je da je staklo prehlađena tekućina, što znači da je kruto i statičko, ali se ne mijenja molekularno između taljenja i skrućivanja u željeni oblik. To je jedna od najsvestranijih supstanci na Zemlji, koja se koristi u mnogim primjenama iu širokom rasponu oblika, od običnih prozirnih do temperiranih i obojenih varijanti i tako dalje.

Prirodno staklo nastaje kada se stijene s visokim sadržajem silikata tope na visokim temperaturama i ohlade prije nego što mogu formirati kristalnu strukturu. Opsidijansko ili vulkansko staklo je dobro poznati primjer prirodnih vrsta, iako može nastati i udarom groma na plažu koja sadrži pijesak bogat silikatima. Rani oblici vjerojatno su bili prepuni nečistoća i podložni pucanju i drugim nestabilnostima, ali primjeri perli, staklenki i materijala za jelo prvi put su se pojavili u staroegipatskoj kulturi.

Kada ga ljudi proizvode, staklo je mješavina silicijevog dioksida, sode i vapna. Drugi materijali se ponekad dodaju u smjesu kako bi se „zamrznulo” ili zamaglilo staklo ili da bi se dodala boja. Elementi se zagrijavaju na 1800° Fahrenheita (982° Celzijusa). Dobivena stopljena tekućina može se izlijevati u kalupe ili puhati u razne oblike, a kada se ohladi, staklo je jaka, minimalno vodljiva tvar koja neće komunicirati s materijalima pohranjenim unutra. Kao rezultat toga, često se koristi u znanstvenim laboratorijima kako bi se minimizirale nenamjerne kemijske reakcije i za izolaciju vodova.

Silicij se nalazi u raznim prirodnim izvorima, uključujući, najčešće, pijesak. Natrijev karbonat, ili soda, koristi se za snižavanje točke fuzije silicijevog dioksida, čineći staklo laganim i obradivim. Soda se naziva fluks, jer snižava točku taljenja smjese. Vapno se melje iz vapnenca i čini smjesu viskoznijom, a čini je i manje osjetljivom na erozivne kvalitete vode i kiselina.

Staklo je čudna tvar, koja prkosi lakoj znanstvenoj kategorizaciji. Nije kruta tvar, nije plin, a nije ni tekuća. Općenito, klasificira se kao kruta tekućina, koja zadržava svojstva tekućine dok djeluje kao krutina. Toplina ga može vratiti u tekući i obradiv oblik, što ga čini lakim za ponovnu upotrebu i recikliranje.

Mnogo je razloga zašto je staklo omiljeni materijal. Otporan je na kemijske interakcije, lako se reciklira, ne ispire kemikalije kao što to čini plastika, i može izdržati ekstremne topline i hladnoće, iako ne u isto vrijeme. Kaljeno ili sigurnosno staklo koristi se u raznim primjenama, a gotovo svi potrošači svakodnevno koriste mnoge oblike.