貴州玻璃廠家之玻璃：平凡的偉大創(chuàng)造

今天我們來(lái)說(shuō)說(shuō)玻璃。

從前，有一個(gè)叫做腓尼基的地方，位置就是現(xiàn)在的地中海周邊，那里的人熟諳航海技術(shù)，而且擁有經(jīng)商的天賦。有一天，一艘滿載蘇打的腓尼基商船在航行時(shí)遇到了風(fēng)暴，他說(shuō)風(fēng)雨中這點(diǎn)痛算什么，還是趕緊找個(gè)地方躲著吧，于是他們來(lái)到了一個(gè)小港灣。小港灣里物資匱乏，水手們只好搬來(lái)蘇打塊作為支架，在沙灘上支起大鍋?zhàn)鲲?。?jiǎn)單的晚餐過(guò)后，水手們就開(kāi)始圍著火堆睡覺(jué)了。貴州玻璃廠家在夜里，一個(gè)冒失的水手踢翻了蘇打塊，倒在了火堆上。沒(méi)人注意到這件事兒，被吵醒的無(wú)非翻個(gè)身繼續(xù)他的春秋大夢(mèng)了。

風(fēng)也平浪也靜了，水手們醒來(lái)后也打算繼續(xù)航程了，但此時(shí)一位水手驚奇地發(fā)現(xiàn)，他居然同時(shí)看到了兩個(gè)日出，天上一個(gè)，熄滅的火堆旁還有一個(gè)，不過(guò)后者看上去碎碎的。水手們聞?dòng)嵍季鄣交鸲堰叄l(fā)現(xiàn)了一堆亮晶晶的石頭。這些石頭是那么的奇特，如同寶石一般晶瑩剔透，一下子讓腓尼基人excited起來(lái)。這種可愛(ài)的石頭，便是我們今天所說(shuō)的玻璃，狡猾的腓尼基人將這個(gè)過(guò)程進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)只是將蘇打和沙子混在一起加熱就可以得到玻璃，于是在那個(gè)還沒(méi)有誕生zhuanli保護(hù)法的年代，他們將配方作為了一種秘密口耳相傳，由此生產(chǎn)玻璃并進(jìn)行貿(mào)易，在地中海地區(qū)發(fā)了大財(cái)，雄霸好幾百年。

這個(gè)故事流傳得極為廣泛。乍一看，故事并非完全虛構(gòu)，因?yàn)椴ＡУ幕瘜W(xué)成分是硅酸鈉鹽，沙子提供二氧化硅，而蘇打則是碳酸鈉，兩者發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，剩下的固體部分就是玻璃了。不過(guò)事實(shí)上，很多人都曾嘗試過(guò)驗(yàn)證這個(gè)傳說(shuō)，結(jié)果卻都以失敗告終。貴州玻璃廠家可見(jiàn)，原料不是問(wèn)題，問(wèn)題是難得的“契機(jī)”，如果這個(gè)傳說(shuō)是真的，那么腓尼基人該是多么幸運(yùn)地獲得了一次偶然的發(fā)現(xiàn)并將其發(fā)揚(yáng)光大。無(wú)論如何，學(xué)術(shù)界都已經(jīng)對(duì)玻璃如此被發(fā)明的說(shuō)法，產(chǎn)生了強(qiáng)烈的質(zhì)疑。

現(xiàn)在，根據(jù)考古的一些資料，真正能夠稱(chēng)為玻璃的古代玻璃，應(yīng)該是在2000年前左右被發(fā)明出來(lái)的，而當(dāng)時(shí)的羅馬帝國(guó)是這一技術(shù)的擁有者，他們不僅具有高超的燒制技藝，還發(fā)展出了各類(lèi)吹制技術(shù)，也就是說(shuō)，他們不僅會(huì)合成，還會(huì)加工，這實(shí)在是太了不起的天賦了。雖然也因?yàn)楦鞣N因素有過(guò)衰退，但羅馬人還是把這一技術(shù)的優(yōu)勢(shì)一直保持到了近代，甚至直到現(xiàn)代，威尼斯的玻璃還是為世人所稱(chēng)贊。

威尼斯玻璃制品

事實(shí)上，早在羅馬帝國(guó)之前，大約3500年前，埃及人就已發(fā)明了所謂的玻璃，但其本質(zhì)上只是具有釉面的陶器。貴州玻璃廠家而至于腓尼基人的貢獻(xiàn)，更大的可能性是他們?cè)诎＜叭撕土_馬人之間起了一種承上啟下的作用，最終被夸大了。

古埃及陶器

之所以說(shuō)是羅馬人發(fā)明了玻璃，這倒不是因?yàn)槿藗兛床黄鸸虐＜叭撕碗枘峄?，毫無(wú)疑問(wèn)，在當(dāng)時(shí)的時(shí)代，他們的文明都是不知道高到哪里去了，但文明的發(fā)展也要考慮到歷史的進(jìn)程。對(duì)于玻璃來(lái)說(shuō)，其燒制過(guò)程最重要的訣竅就是燒制溫度，在古羅馬之前，人類(lèi)對(duì)火的掌握還不夠成熟，并不能提供足夠高的溫度來(lái)燒制品質(zhì)優(yōu)良的玻璃。而要想使成品呈現(xiàn)晶瑩剔透的狀態(tài)，需要在1200℃以上的條件并保持較長(zhǎng)時(shí)間，所以在野外一次打翻爐火就產(chǎn)生晶瑩玻璃的可能性幾乎為零。

當(dāng)然了，我們說(shuō)的是幾乎為零，如果那堆爐火是被雷劈倒，那么瞬間產(chǎn)生的局部高溫是可以產(chǎn)生玻璃的，比如自然界存在的黑曜石就是一種黑色玻璃，這是由于火山的高溫而產(chǎn)生的二氧化硅結(jié)晶。水晶當(dāng)然也可以看作是一種玻璃，但天然水晶的形成過(guò)程是晶體生長(zhǎng)，與玻璃燒制截然不同。所以就算當(dāng)時(shí)腓尼基人發(fā)現(xiàn)了玻璃，他們也不大可能通過(guò)研究再自己搞出來(lái)。

黑曜石、水晶

那么我們中國(guó)古代有沒(méi)有玻璃呢？實(shí)事求是地說(shuō)，沒(méi)有，這個(gè)看似并不難的技能點(diǎn)，我們的祖先確實(shí)沒(méi)有掌握。不過(guò)話也不能說(shuō)的這么絕對(duì)，現(xiàn)代化學(xué)證明，瓷器與玻璃有著非常密切的關(guān)聯(lián)，因?yàn)榇捎跃褪且环N玻璃，而中國(guó)人燒制的琉璃，則是一種有別于西方鈉鈣玻璃體系的鉛鋇玻璃體系。但是，這種玻璃透明度不高、模模糊糊，如果用作器皿什么的，遠(yuǎn)不如瓷器的素肌玉骨來(lái)得更好，所以實(shí)用性很低。既然我們都已經(jīng)有了那么非凡的瓷器了，古代的中國(guó)人自然就不會(huì)太關(guān)注玻璃了，所以，雖然在玻璃發(fā)展史上，我們中國(guó)也是有著原創(chuàng)性貢獻(xiàn)的，但乏善可陳?，F(xiàn)在回想，忽略了玻璃這個(gè)寶藏，也實(shí)在很可惜。

清代琉璃碗

那么為什么說(shuō)玻璃是一個(gè)寶藏呢？這是因?yàn)?，玻璃擁有很多寶貴的性能，比如耐腐蝕、絕緣等等，當(dāng)然了，對(duì)于瓷器來(lái)說(shuō)，這些優(yōu)點(diǎn)也是存在的，但玻璃所獨(dú)有的，也是其最重要的品質(zhì)，還是它的光學(xué)特征。

那么問(wèn)題就來(lái)了，非晶體的玻璃為什么會(huì)是透明的呢？

從外觀上看，玻璃和水晶很像，從結(jié)構(gòu)上說(shuō)，它們也都是以二氧化硅為主，但二者卻有著非常本質(zhì)的區(qū)別，那就是玻璃是非晶體，而水晶則是晶體。結(jié)構(gòu)化學(xué)理論認(rèn)為，晶體都是有序排列的，就像閱兵時(shí)的部隊(duì)方陣，而非晶體則是無(wú)序的，就像三里屯的人潮。區(qū)分有序和無(wú)序的方式是這樣的：假設(shè)閱兵方陣足夠大，大到無(wú)窮大那么大，那么如果平移或者旋轉(zhuǎn)某個(gè)角度之后，這個(gè)方陣看上去和原來(lái)的一樣，那么就是有序，反之就是無(wú)序。貴州玻璃廠家玻璃從微觀結(jié)構(gòu)上，不具備這樣的特性，所以它就是非晶體。另外，從宏觀上看，玻璃也表現(xiàn)出沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，這也是其與晶體的區(qū)別所在。

玻璃微觀結(jié)構(gòu)

而玻璃之所以是透明的，其實(shí)正是拜其非晶體的特性所賜，而水晶之所以透明的，則是因?yàn)樗蔷w。這句話聽(tīng)起來(lái)就不是人話，別著急，現(xiàn)在我們來(lái)解釋一下。

透明的本質(zhì)是光可以穿透，比如說(shuō)空氣中的分子間隔很大，對(duì)于光波來(lái)說(shuō)與真空差不太多，所以空氣是透明的。但液體和固體的分子間隔比較小，光波就比較容易受到原子和分子的阻隔，如果在這個(gè)過(guò)程中，原子或分子對(duì)光波中的能量產(chǎn)生了興趣，那么事情就不太好玩了，它們就會(huì)吸收掉相應(yīng)波長(zhǎng)的光波，有色透明物質(zhì)就是吸收了一部分可見(jiàn)光而透過(guò)了其余的可見(jiàn)光。而金屬特殊的電子海洋結(jié)構(gòu)，更是使得可見(jiàn)光遇到金屬便被全波段吸收，所以金屬是不透明的。對(duì)于水晶來(lái)說(shuō)，它其中的二氧化硅成分并不會(huì)強(qiáng)烈吸收可見(jiàn)光，所以光波可以如入無(wú)人之境，除了界面反射的那一部分以外，都透射出來(lái)了。研究發(fā)現(xiàn)，水晶對(duì)光波的反射率大約只有8%，也就是說(shuō)，92%的光可以透射過(guò)去。不過(guò)，界面的反射作用會(huì)累積，所以當(dāng)晶體界面越多，晶體的透明度就會(huì)越低，所以當(dāng)我們抓一把水晶塊放在一起看時(shí)，它們就變得不透明了。

可以想象，如果這些水晶塊之間不是空氣，而是無(wú)定型的二氧化硅，那么由于界面仍然存在，這樣半結(jié)晶的水晶也將是不透明的。不過(guò)，如果這些水晶塊足夠小，小到比光波的波長(zhǎng)還要小，可以視作無(wú)定型時(shí)，這時(shí)的界面又消失了，這塊無(wú)定型的水晶就就又透明了，但結(jié)構(gòu)卻從部隊(duì)方陣變成了三里屯的人潮。玻璃其實(shí)就是這種無(wú)定型的水晶中，摻雜了一些金屬氧化物。氧化鈉這些對(duì)光波沒(méi)有什么影響，但過(guò)渡金屬的氧化物卻多數(shù)對(duì)光波有吸收，藍(lán)色鈷玻璃便是這個(gè)原理。

這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的原理卻在高分子合成中扮演著極其重要的角色。水晶和玻璃都可以看作是無(wú)機(jī)高分子，它們都透明的案例說(shuō)明，高分子如果本身對(duì)光波沒(méi)有吸收，那么要想做成透明物質(zhì)，最重要的任務(wù)就是取消界面的存在，這樣就有兩種做法，要么像水晶一樣慢慢生長(zhǎng)成單晶，要么就像玻璃一樣干脆長(zhǎng)成無(wú)定型。

在日常生活中，高密度聚乙烯沒(méi)有透明產(chǎn)品，其原因就是，結(jié)構(gòu)規(guī)整的聚乙烯太容易結(jié)晶，但又結(jié)不成單晶那樣，于是結(jié)構(gòu)中就是一些小晶體摻雜著無(wú)定型，便不透明了。聚丙烯的結(jié)晶度稍微低一些，所以正常情況下都是半透明，如果這時(shí)加入一些助劑讓聚丙烯的結(jié)晶變得更小，那么透明的聚丙烯材料便出現(xiàn)了。至于人們?yōu)槭裁床挥脝尉L(zhǎng)的方式來(lái)做透明高分子，只能說(shuō)現(xiàn)階段條件下，這不過(guò)是個(gè)美好的夢(mèng)。而至于像聚酯、低密度聚乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯這些塑料都是透明物質(zhì)，其原因就在于，它們都不太容易結(jié)晶，長(zhǎng)出來(lái)就是無(wú)定型的。高密度聚乙烯管材、聚丙烯管材

聚苯乙烯

氣泡的引入也是形成界面，把玻璃做發(fā)泡工藝處理就可以得到陶，陶便是不透明的。此外泡沫飯盒的聚苯乙烯也是引入氣泡，所以飯盒也是不透明的。

聚苯乙烯泡沫板

好了，說(shuō)完了玻璃透明的原理，我們?cè)賮?lái)看看玻璃與科技、科學(xué)的發(fā)展。毫不夸張地說(shuō)，正是玻璃的透明屬性，改變了人類(lèi)歷史的進(jìn)程。

剛才說(shuō)了，古代的玻璃之都一直在意大利，而最先用玻璃造出望遠(yuǎn)鏡看星星的，也正是意大利人伽利略，那還是在400年前，在望遠(yuǎn)鏡中，伽利略感受到了人類(lèi)的渺小與宇宙的瑰麗。也差不多是在同時(shí)期，荷蘭人列文虎克通過(guò)玻璃發(fā)現(xiàn)，肉眼不可及的微觀世界，也同樣是妙趣盎然、精彩紛呈。然后，kucha一聲，歐洲的天文、物理、生物等科學(xué)，都跟瘋了一樣發(fā)展了起來(lái)。

化學(xué)的發(fā)展史中，玻璃也是居功至偉。早期的化學(xué)反應(yīng)還指望不上現(xiàn)在那些什么X射線衍射儀、核磁共振儀、質(zhì)譜儀等這些高大上的儀器，反應(yīng)過(guò)程都是靠肉眼觀測(cè)，在這一前提下，容器選擇就很重要，玻璃透明度高，加工起來(lái)也比較容易，更重要的是，除了有些怕堿以外，玻璃還特別耐腐蝕。如果沒(méi)有玻璃，只有銅器和陶瓷，我們的化學(xué)實(shí)驗(yàn)就會(huì)像太上老君那樣，理論計(jì)算把孫悟空練成丹藥需要七七四十九天，實(shí)驗(yàn)條件是三昧真火，但是最后卻因?yàn)橛^察不到反應(yīng)的情況而判斷失誤，最終，孫悟空練成了火眼金睛，踢翻了煉丹爐，偷吃了仙丹，大鬧了天宮?？梢韵胍?jiàn)，如果把煉丹爐改裝成玻璃，后面可能就沒(méi)這些幺蛾子了。

拉瓦錫制取氧氣裝置

互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也要感謝玻璃，因?yàn)榘咽澜绱?lián)起來(lái)的真正功臣是光纖，而光纖說(shuō)白了就是一堆玻璃絲。所以我們完全有理由說(shuō)，是玻璃支撐了現(xiàn)代科技文明的基礎(chǔ)。

光纖

很多時(shí)候，我們也為玻璃感到不平，人類(lèi)歷史上誕生了很多材料，我們把榮譽(yù)給了石器、給了青銅、給了鐵器，但卻沒(méi)有給玻璃留下一席之地。相比于上面這些劃時(shí)代的材料，玻璃是如此的普通，我們不需要費(fèi)力去找什么礦，硅酸鹽在地球上遍地都是。貴州玻璃廠家但也正是這樣平凡的材料，兩千多年來(lái)，玻璃始終保持著其誕生之初優(yōu)秀的透明品質(zhì)，直到現(xiàn)代也沒(méi)有被來(lái)勢(shì)洶洶的復(fù)合材料所取代。正所謂把每一件簡(jiǎn)單的事做好就是不簡(jiǎn)單，把每一件平凡的事做好就是不平凡。