П

редставете си света – без да знаем, да сме чували и да познаваме стъклото. Можете ли да го направите? Опитвали ли сте се някога да си обясните какво представлява този материал за нас? Вероятно не сте. Това не е нещо, за което мислим всеки ден, защото сме заети с много други, по-важни занимания. Приемаме много от нещата около нас като даденост и дори не знаем откъде идват, откога ги ползваме и как ги добиваме, как се правят и какво коства това.

Нека се замислим сега за момент как щеше да изглежда светът около нас, ако го нямаше стъклото. За да го направим, първото нещо, което трябва да обобщим, е в кои области ползваме този материал. Разбира се, най-очевидните и лесни за назоваване са чашите, чиниите, очилата и прозорците. Все неща, които ползваме и виждаме всеки ден. Може би ще се изненадате, но стъклото се ползва на още много други места: електрическите крушки, огледалата, екранните тръби на компютърни монитори и телевизори, влакна и какво ли още не. Тези неща пък от своя страна са свързани с толкова други части от живота ни, че дори е трудно да се изброят всичките. Стъклото има толкова дълбока и комплексна връзка в нашето ежедневие, че просто е невъзможно да си представим света без него. Най-интересното е, че тепърва започваме да откриваме истинския потенциал на стъклото.

Какво обаче знаем за него до ден-днешен?

Какво знаем за свойствата на стъклото:

Head

Brain
Стъклото в чистата си форма е прозрачен, относително здрав, твърд, по същество инертен и биологически неактивен материал, който може да бъде оформен с много гладка непропусклива повърхност. Тези качества водят до множество употреби на стъклото. То обаче е крехко и се чупи на остри парчета. Тези свойства могат да се модифицират или дори да се променят напълно с добавянето на допълнителни съставки или чрез топлинна обработка.

Може да ви се стори дори странно, но стъклото се е използвало още по времето на Римската империя, а може би и преди това. Има сведения, че естествени стъкла, като обсидиана, се използват още през каменната епоха. За първи път производство на стъкло е документирано в Месопотамия и Египет в средата на 4 хилядолетие пр.н.е., когато стъклото за пръв път е използвано като глазура за керамика и други предмети. През 1 век пр.н.е. се появява техниката на духаното стъкло и дотогава крайно редките и ценни предмети стават много по-обичайни. В Римската империя вече се произвеждат много предмети от стъкло, най-вече вази и бутилки.

С времето използването и обработването на стъклото се развива стремглаво напред. През последните 500 години, време, в което човечеството е направило някои от най-големите си открития, употребата на стъкло става невъобразимо голяма в изключително много свери: самолети, сухопътен транспорт, телекомуникации, осветление, строителство и т.н. В този период се заражда и лидерът на пазара, който до ден-днешен е водеща фигура в тези среди, а именно Corning Incorporated. Първият им голям продукт бил един фар, който имал две много важни за времето си способности – можел да се произвежда в различни цветове и не се чупел, когато капките дъжд падали върху него.

Времето обаче си лети и технологиите се развиват. Започвайки с някакви елементарни за днес изделия, Corning Incorporated вече се занимава с доста по-сложни и важни за развитието на технологиите неща. Например давали ли сте си сметка, че възможността оптичното влакно да се огъва, без това да нарушава преноса на данни, е именно откритие на Corning още през 60-те години? Те открили как да решат този проблем, който днес отваря вратите за толкова много приложения в телекомуникационния бизнес. Така днес можем да пренасяме данни до 1 000 000 Gbps.

Как се прави стъклото:

Head

Brain
Стандартното определение за стъкло е твърд материал, образуван чрез бързо охлаждане на стопилка. Кварцовият пясък е основната суровина за промишлено производство на стъкло. Ако охлаждането е достатъчно бързо, спрямо характеристичното време на кристализация, кристализация не протича, а неподредената атомна структура на свръхохладената течност замръзва в твърдо състояние при температурата на застъкляване. Аморфната структура на стъклото се намира в метастабилно състояние спрямо кристалната му форма.

Нека се върнем на стъклото в едно от най-познатите му приложения. Било то за стъкло на прозорец или нещо друго, то има твърда форма, която лесно може да се счупи, ако я ударите или й приложите натиск. Случвало се е на всеки да счупи нещо и знаете за какво става дума. Нека да качим нивото една стъпка нагоре и да я наречем Gorilla Glass. Име, което вече всеки смартфон маниак е чувал. Име, което през последните години стана еквивалент за качество. Какво обаче представлява Gorilla Glass? От научна гледна точка това е лист закалено стъкло от алкално-алуминиев силикат. На ненаучен език, това е защитното покритие на нашите телефони, което ги предпазва от драскане и чупене до някаква степен. Това не е магическо покритие. И то си има предел, но без съмнение е значително по-устойчиво от обикновеното стъкло. Освен това, още едно негово качество е гъвкавостта, което позволява доста голямо приложение.

Очевидно ползите от Gorilla Glass са много, най-вече заради физичните му свойства. Как днес можем да се възползваме от това в “Ерата на стъклото”, както я нарича Corning Incorporated? Човекът е креативен и комбинативен, а това може да създаде някои доста интересни решения. Най-популярното приложение, което намира Gorilla Glass днес, е в нашите телефони. През последните 2-3 години почти всеки апарат вече има това защитно покритие, а прилагането в различни мултимедийни плейъри и преносими компютри става все по-голямо.

Това е до днес, но какво следва да видим утре?

Трудно е да се каже какво ще ни донесе утрешният ден, но поне може да надникнем леко какво се готви. Първо започвам с факта, че Corning Incorporated преди няколко дни обяви Gorilla Glass 4. Всяка година Corning ни казва, че пуска по-силно, по-трайно и издръжливо стъкло, проектирано да издържи на всички изтезания, на които ще го подложат потребителите. Миналата година за Gorilla Glass 3 се каза, че е по-устойчив на ежедневните заплахи като носене в джоба с ключовете за колата например. Все пак с времето се разбра, че това не е 100% сигурно, защото дори и третото поколение на Gorilla Glass може да се чупи. Gorilla Glass 4 обаче ще се фокусира върху може би най-големия проблем – изпускането.

Причината да се насочат именно в тази посока е фактът, че това е най-често срещаното явление при потребителите и тогава се чупят най-много устройства. Така учените на компанията започват да правят стотици тестове, докато не създадат продукт, който да е максимално устойчив. В крайна сметка Gorilla Glass 4 оцелява при падания “до” 80 процента от случаите и показва “до” два пъти подобрение в сравнение с Gorilla Glass 3.

Ако на масата сложим и сапфира, как ли ще изглежда цялата картинка? На фона на Gorilla Glass сапфирът също има предимства. Започнем ли да драскаме парче сапфир, определено ще видим, че то е много по-устойчиво на такъв тип наранявания. Но стане ли дума за малко “стрес” от друг характер, който да му бъде приложен, той ще се предаде. Така Gorilla Glass за момента се явява като най-добрата защита, позната на човек в днешно време. Още повече, че Apple и GT Advanced показаха ясно, че да произвеждаш сапфирено защитно покритие за милиони устройства не е задача, която е по силите дори на Apple.

Нека погледнем нещата малко по-глобално. Още в началото казахме и стана ясно, че светът, без да познаваме стъклото, ще е място, което трудно можем да си представим. Тъй че телефоните не са всичко и не само тук може да насочваме знанията и откритията си. Оттук тръгна походът на Gorilla Glass, но къде ли ще стигне? Нека вземем за пример стъклото на колите. То е здраво, даже много по-здраво от това вкъщи. Причината е, че то се състои от две ламинирани части, а между тях има смола. Тя държи двете части и прави цялостната структура много по-здрава. Това е и причината, когато стъклото на кола се счупи, то да не стане на сол и да се разпилее по земята, а просто да се появи така наречената “паяжина”, но стъклото все пак да остане цяло до някаква степен.

Ако надзърнем в бъдещето, то изглежда доста интересно според Corning. Вземайки същото стъкло за автомобил, но вместо да го направим от две еднакви парчета, просто сменим задното с Gorilla Glass, получаваме резултат, който е наистина впечатляващ. Цялата конструкция става доста тънка и лека, а същото време и много по-здрава. При направен тест, който да ни покаже нагледно за какво става дума, ясно се вижда, че ако едно обикновено камъче удари обикновеното стъкло с висока скорост, то ще направи дупка в него, като при удара ще се отделят частици, които реално влизат в купето на колата. Те могат да нанесат доста сериозни щети на пътуващите. При същия тест, направен на стъкло, което се състои от един пласт Gorilla Glass, се вижда, че този проблем не съществува.

Знаейки какво е значението на стъклото в нашето ежедневие, виждайки този прост пример и проследявайки развитието на компании като Corning Incorporated, само можем да предполагаме какво би било бъдещето на стъклото. Материал, който ползваме и познаваме от стотици години, имащ толкова голямо значение за почти всеки аспект от живота ни, трябва да бъде надграждан непрекъснато, докато разберем всичките му приложения и способности. За момента знаем само част от тях, а очевидно тепърва имаме какво още да открием и научим за стъклото. Вече знаем, че може да го използваме в строителството, за защита, удобство, в транспорта, дома, здравеопазването, науката и къде ли не. Сега остава да разберем по какъв начин можем да подобрим свойствата му.