الزجاج واحد من أكثر المواد المدهشة منذ العصور القديمة، كما ويلعب دوراً هاماً في الحياة اليومية، حيث يتم استخدامه في الهندسة المعمارية، والاتصالات السلكية واللاسلكية، والفن، والتصميم الصناعي، وتشييد المباني. لذلك فهو واحد من أكثر المواد التي يمكن الاعتماد عليها في العالم. كما ويتم استخدامه في الأدوات الطبية، والأدوية والمواد الغذائية والكيميائية والمياه وغيرها. إذاً ما هو السر العلمي وراء هذه المادة؟ ولماذا هي شفافة ومختلفة عن باقي المواد الأخرى؟
ما الذي يجعل الزجاج شفافاً ؟
ما هو الزجاج؟ ومن أين يأتي؟
هو مادة عضوية صلبة عادة ما تكون شفافة، كما أنها هشة، وأيضاً منيعة للعناصر الطبيعية الأخرى. المصدر الرئيسي للزجاج هو قشرة الأرض، ويعتبر الأكسجين والسيليكون من أهم العناصر الأساسية المشاركة في تكوينه.
جزيئات الأكسجين والسيليكون تترابط مع بعضها البعض لتشكيل ثاني أكسيد السيليكون، الذي يتحول إلى الكوارتز، ذو الشكل البلوري المنتظم، ويوجد عادة في الرمال، وهو العنصر الرئيسي لمعظم أنواع الزجاج.
التشوهات الصغيرة داخل هيكل الكريستال تعمل على تشكيل مظهر يعكس الضوء بشكل متناثر، لكن الحرارة تغير كل شيء. عند تسخين الكوارتز بما فيه الكفاية، فإن الحرارة تهز الجزيئات وتكسر الروابط ويصبح سائل متدفق.
هنا يكمن السر، إذ إن ثاني أكسيد السيليكون السائل لا يصبح مبلور عندما يبرد. بدلاً من ذلك، فإن النتيجة ظهور مادة صلبة غير مبلورة. أثناء عملية تبريده يتم السماح للجزيئات بملء جميع الثغرات بكل حرية، وهذا ما ينتج عنه سطح زجاجي مُوحد، مما يسمح للضوء من اختراقه دون التشتت بأي اتجاه آخر.
وهذا ما يفسر لماذا الزجاج شفاف والرمل ليس شفاف مع أن الإثنين يتكونان من نفس العناصر.
