من ايش مصنوع الزجاج؟
الزجاج اصبح شائع اليوم لدرجة انه من السهل ان ترى من خلاله بدون تفكير ثانوي. هو في نوافذنا، على شاشاتنا، في خزاناتنا، وفي العديد من الأجهزة التي نتفاعل معها كل يوم. بالرغم من انه يمكن العثور على الزجاج في كل مكان، قد تعيش حياتك كلها بدون معرفة الكثير عن كيفية تصنيعه أو ما هو مكون منه. حتى لو كنت تعتقد انك تعرف الأساسيات، انت فقط تكتشف السطح.  على مستوى عالي، الزجاج رمل تم ذوبانه وتحويله كيميائياً. لو كنتي قد ذهبتي للشاطئ، تعرفي بالضبط كيف يمكن للرمل ان يصبح حار بينما يبقى في شكله الصلب. الحرارة اللازمة لتحويل الرمل لحالة سائل (في النهاية يصبح زجاجي) أكثر حرارة من أي يوم مشمس. لتذوب الرمل، تحتاج لتسخينه لحد 1700 درجة مئوية تقريباً، وهي تقريباً نفس درجة الحرارة التي تصل إليها مكوك الفضاء عندما يعود لجو الأرض.  الرمال المستخدمة عادة لصنع الزجاج تتكون من حبيبات صغيرة من بلورات الكوارتز، مصنوعة من جزيئات ثاني أكسيد السيليكون، المعروف ايضا باسم السيليكا. عندما تُسخن هذه الجزيئات لدرجة حرارة عالية كفاية، الرمل يذوب ويخسر بنيته البلورية، وبينما يبرد يكتسب بنية مختلفة تماماً. هذا الهيكل، على المستوى الجزيئي، في مكان ما بين السائل والصلب. هذه الحالة الوسطى معروفة باسم مادة صلبة غير متجانسة، ويعني انها تمتلك بعض الهيكل البلورى للمادة الصلبة مقترنة مع العشوائية الجزيئية للسائل.  صهر الزجاج حسب خليط الرمال، الزجاج يمكن ان يكون له خصائص مختلفة. بعض العناصر او المواد الكيميائية المختلطة بالرمل ممكن تغير لون الزجاج، مثلاً. خصائص الزجاج ممكن تغير ايضا بناء على كيفية تصنيعه والعمليات التي يتم تشكيلها بعد ذلك. لتقوية الزجاج، يمكن للمصنعين ان يستخدموا التشديد الحراري لتسخينه وتبرده بسرعة. الزجاج ممكن يضاف قوة كيميائية من خلال عملية تبادل أيونات تجعل سطح الزجاج أكثر صلابة.  الزجاج اللي معظم الناس مطلعين عليه هو زجاج الصودا-الصلصال، وهو مزيج من الصودا (المعروفة ايضا باسم رماد الصودا او الصودا الغسيل) والحجر الجيري والرمل. بالرغم من انك تقدر تصنع زجاج ببساطة عن طريق تسخين وبعد ذلك تبريد سريع للسيليكا، تصنيع زجاج الصودا-الصلصال هو اكثر تعقيداً. بالاضافه الى الصودا (كربونات الصوديوم) ، نقطة ذوبان الرمل تقل حتى يمكن تحويلها الى زجاج في درجات حرارة منخفضة وتوفير الطاقة خلال التصنيع. ومع ذلك، إضافة الصودا إلى الخليط يقلل من استمراريته الكيميائية، مما يجعله عرضة للانحلال عند اتصال السوائل. في معظم التطبيقات، هذا غير مرغوب فيه، لذلك يتم إضافة الحجر الجيري (كربونات الكالسيوم) إلى الخليط، والذي يعمل كمثبت. بعد ما يتم تسخين خليط السيليكا والصودا والحجر الجيري، يمكن تبريئه وتشكيله لمختلف التطبيقات. في كورنغ، نعرف الزجاج. نعرف كيف نضيقه من خلال عمليات كيميائية مثل تبادل الأيونات، ونعرف كيف نثنيه لصنع ألياف بصرية يمكن أن تمتد لمسافات شاسعة. معرفتنا بالزجاج تعود لأكثر من قرن، مما يسمح لنا بالبقاء في طليعة البحث والتطوير. من الصودا البسيطة للجير الى الهياكل الزجاجية المعقدة التي تمكن الواقع المعزز، الزجاج هو مادة قابلة للتكيف، واسعة النطاق. لهذا السبب، بعد اكثر من 165 سنة، مازلنا نقوم باكتشافات جديدة.