Хрупкая как стеклянный сосуд
Фото: Риджис Дувинье / Reuters
Перед тем, как появиться у вас на экране, эта статья была преобразована в оптические сигналы и со скоростью ~201 000 км/с передана по оптоволоконному кабелю. В основе кабеля — волокна, выполненные из тончайшего стекла, которое в 30 раз прозрачнее чистой воды. Технология стала доступной благодаря компании Corning Incorporated. В 1970 году, используя результаты многолетних исследований ученых всего мира, она запатентовала кабель, способный передавать большие объемы информации на дальние расстояния.
Аудиоверсия статьи: Podster | iTunes | YouTube | Скачать | Telegram
Если вы читаете со смартфона, не забудьте поблагодарить Стива Джобса, который в 2006 году попросил Corning Inc. разработать тонкий, но прочный экран для iPhone. Результат — Gorilla Glass — теперь доминирует на рынке мобильных устройств. Экраны смартфонов с Gorilla Glass пятого поколения не трескаются после падения в 80% случаев (тестовые устройства падали с высоты 1,6 метра — на этом уровне люди обычно держат телефон — на твердую поверхность).
И это далеко не все. Без стекла мир был бы неузнаваем. Благодаря ему человечеству стали доступны очки, лампочки и окна. Но несмотря на вездесущность стекла, в сообществе ученых все еще идет дискуссия об определении этого понятия. Одни считают стекло твердым телом, другие — жидкостью. Много вопросов до сих пор остаются без ответа: например, почему один вид стекла прочнее другого, или почему некоторые стеклянные смеси обладают именно такими оптическими и структурными свойствами. Прибавьте к этому существующие базы данных видов стекла, в одной из них более 350 000 известных на данный момент типов, что обеспечивает возможность создания огромного количества разных смесей. В результате мы получаем поистине интересную область исследования, которая регулярно производит новые удивительные продукты. Стекло оказало огромное влияние на человечество, и можно с уверенностью утверждать — стекло формирует облик нашей цивилизации.
«Мы используем стекло на протяжении тысяч лет, но до сих пор не понимаем, что это вообще такое», — считает Матьё Боши, эксперт по стеклу и член исследовательской команды Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Как правило, стекло получают, нагревая, а затем быстро охлаждая смесь из нескольких веществ. Например, для создания плоского оконного стекла используют песок (диоксид кремния), известь и соду. Кремний обеспечивает прозрачность, кальций — прочность, а сода уменьшает температуру плавления. «Быстрое охлаждение предотвращает кристаллизацию стекла», — рассказывает Стив Мартин, специалист по изучению стекла в Университете штата Айова.
Именно из-за предотвращения кристаллизации стекло считают аморфным веществом — а не твердым телом или жидкостью. Атомы стекла стремятся восстановить кристаллическую структуру, но не могут, так как застывают на месте в процессе его изготовления. Возможно, вы слышали о том, что стекла в окнах древних соборов со временем стекают вниз, и поэтому становятся толще у основания. Это утверждение ошибочно: старинные технологии изготовления просто не позволяли сделать ровное стекло. Но оно все же находится в движении, пусть и очень медленном. Результаты F, опубликованные в прошлом году в «Журнале Американского керамического общества», показали, что при комнатной температуре стеклу старинного собора потребуется около одного миллиарда лет, чтобы переместился один нанометр вещества.
Люди начали делать орудия из обсидиана и других видов вулканического стекла еще на заре цивилизации, а первое рукотворное стекло впервые было изготовлено в Месопотамии чуть более 4 000 лет назад. Вероятно, его получили как побочный продукт при изготовлении керамической глазури. Вскоре эту технологию заимствовали древние египтяне. Исполнительный директор музея стекла в Корнинге Кэрол Уайт утверждает, что первыми стеклянными предметами были бусины, талисманы и прутики для создания мозаичного стекла. Часто с помощью минералов им придавали вид другого материала.
«К началу второго тысячелетия до нашей эры ремесленники начали изготавливать небольшие сосуды по типу ваз. Археологи нашли клинописные таблички с описанием процесса, но написаны они были тайным языком, предназначенным для сокрытия секретов производства», — добавляет Уайт.
Ко времени возникновения Римской империи стеклоделие стало важной отраслью экономики. Писатель Петроний рассказывает историю ремесленника, представшего перед императором Тиберием с куском якобы нерушимого стекла. «Кто-нибудь еще знает, как сделать такое стекло?» — спросил у ремесленника Тиберий. «Нет», — ответил ремесленник, подчеркивая собственную значимость. Тиберий без предупреждения приказал обезглавить бедолагу. Хотя мотивы Тиберия доподлинно не известны, можно предположить, что подобное изобретение могло разрушить стекольную промышленность империи.
Первое крупное новшество случилось в стеклоделии в первом веке до нашей эры, когда в окрестностях Иерусалима стекло начали выдувать. Вскоре римляне придумали, как сделать стекло более-менее прозрачным: так появились первые стеклянные окна. В восприятии стекла произошел значительный сдвиг, так как ранее его ценили только за декоративные свойства. Вместо того, чтобы любоваться стеклом, люди начали смотреть сквозь него. В течение последующих столетий римляне производили стекло в промышленных масштабах, и в конечном итоге оно распространилось по всей Евразии.
В то время науки как таковой не существовало, и стекло было овеяно ореолом таинственности. Например, в четвертом веке нашей эры римляне создали знаменитый кубок Ликурга, который меняет цвет с зеленого на красный в зависимости от угла падения света. Современные исследования показали, что невероятное свойство кубка обусловлено наличием наночастиц серебра и золота.
В Средневековье передовые секреты изготовления стекла хранились в Европе и арабских странах. В эпоху Высокого Средневековья европейцы начали производство витражей. По словам Кэрол Уайт величественные картины на стекле сыграли огромную роль в изучении малограмотным населением катехизиса. Не зря витражи еще называют библиями для бедняков.
Хотя оконные стекла появились еще в эпоху римлян, они по-прежнему были дороги и их было сложно достать. Но все меняется с постройкой Хрустального дворца ко Всемирной выставке 1851 года. Хрустальный дворец представлял собой выставочный зал с площадью остекления 93 000 кв. м. — в четыре раза больше, чем у штаб-квартиры ООН в Нью-Йорке, возведенной столетием позже. «Хрустальный дворец продемонстрировал людям достоинства и красоту оконных стекол, он оказал влияние на архитектуру и потребительский спрос», — рассказывает Алан МакЛенаган, директор компании SageGlass, специализирующейся на производстве тонированных окон и других изделий из стекла. Хрустальный дворец сгорел в 1936 году, но через несколько лет оконные стекла стали более доступными благодаря британской компании Pilkington, сотрудники которой изобрели технику создания термополированного стекла наливом расплавленной стекломассы на слой расплавленного олова.
В 13 веке, задолго до того, как оконные стекла стали повсеместно распространены, неизвестные изобретатели создали первые очки. Изобретение помогло в борьбе с безграмотностью и заложило основу для дальнейшего усовершенствования линз, которые позволили увидеть вещи, ранее неведомые. В начале 14 века венецианцы позаимствовали наработки мастеров из Ближнего Востока и Малой Азии и усовершенствовали процесс создания прозрачного стекла под названием «кристалло». Одна из техник предполагала тщательное расплавление кварцевой гальки вместе с золой солелюбивых растений, которые обеспечивали правильное соотношение кремнезема, марганца и натрия, о чем в то время, конечно, не догадывались. Жизненно важно было держать правила изготовления стекла в секрете. Несмотря на высокий статус, который имели все производители стекла, наказанием за пересечение границы Венецианской республики для них была смертная казнь. Венецианцы были лидерами на рынке стекла следующие 200 лет.
Используя стекло собственного производства, венецианцы также создали и первые зеркала. Не хватит слов, чтобы описать все изменения, которые повлекло за собой их появление. Ранее зеркала производили из полированного металла или обсидиана, они были очень дорогими и отражали свет не так эффективно. Новые зеркала сделали возможным появление телескопов и произвели переворот в искусстве: с их помощью итальянский скульптор Филиппо Брунеллески разработал в 1425 году линейную перспективу. Изменилось самосознание людей. Писатель Ян Мортимер даже предположил, что до появления стеклянных зеркал люди не воспринимали себя отдельными уникальными личностями, концепция индивидуальной идентичности не существовала.
У стекла широкий диапазон применения. Около 1590 года Ханс Янсен и его сын Захарий изобрели микроскоп с двумя линзами на концах трубки, который давал девятикратное увеличение. Голландец Антони Ван Левенгук сделал еще один шаг вперед. Будучи относительно образованным учеником торговца галантереей, Антони, считая нити на ткани, часто пользовался увеличительным стеклом и в процессе разработал новые способы полировки и шлифования линз, что позволило увеличивать изображение в 270 раз. В 1670 году с помощью своих линз Левенгук случайно открыл существование микроорганизмов: бактерий и протистов.
Английский ученый Роберт Гук усовершенствовал микроскоп Левенгука. Он автор знаменитого труда «Микрография», первой книги о микроскопическом мире с детальными гравюрами ранее невиданных образов, например, текстур губки или изображений блох. «Украшены блестящей черной броней, тонкого и аккуратного телосложения», — писал Гук о блохах. Вглядываясь в кору пробкового дерева через микроскоп, структура которой напоминала пчелиные соты и монастырские кельи, Гук ввел термин «клетка». Эти достижения потрясли науку и привели, среди прочего, к появлению микробиологии и теории микробного происхождения болезней.
Появление в лабораториях всего мира стеклянных пробирок и пипеток позволило измерять и смешивать разнообразные вещества и подвергать их всякого рода воздействиям. Стеклянные инструменты способствовали развитию химии и медицины, а также сделали возможным появление парового двигателя и двигателя внутреннего сгорания.
Пока одни ученые возились с микроскопами и мензурками, другие обратили свой взор на небо. Доподлинно не известно, кто изобрел телескоп, хотя первые упоминания об этом устройстве обнаружены в Нидерландах в 1608 году. Телескоп стал известен благодаря Галилею, который усовершенствовал имеющуюся конструкцию и начал изучать небесные тела. В ходе наблюдений за спутниками Юпитера, он пришел к выводу, что геоцентрическая модель мира не имеет смысла, чем вызвал недовольство Католической церкви. Инквизиционная комиссия 1616 года заключила, что заявление о гелиоцентризме «нелепое и абсурдное с философской точки зрения и, кроме того, формально еретическое, так как выражения его во многом противоречат Священному Писанию». Как видите, стекло может и до греха довести.
Влияние стекла на нашу жизнь не ослабевает. Заглядывая в будущее, исследователи надеются осуществить столь же существенный прорыв, используя стекло для обезвреживания ядерных отходов, создания безопасных батареек и проектирования биомедицинских имплантатов. Инженеры разрабатывают хитроумные сенсорные экраны, стекла-хамелеоны, небьющееся стекло.
В следующий раз когда вам на глаза попадется стеклянный предмет, задумайтесь, не странно ли, что материал рожденный землей и огнем, скованный, как пруд покровом льда, постоянно находящийся в атомном чистилище, настолько облегчает человеческую жизнь и способствует прогрессу. Внимательно посмотрите не как обычно сквозь стекло, а прямо на него, и вспомните, сколько явлений остались бы недоступны человеческому глазу, не будь у нас под рукой материала, который сам едва заметен.
Оригинал: The Atlantic.
Автор: Дуглас Мэйн.
Переводила: Алёна Зоренко.
Редактировали: Слава Солнцева и Александр Иванков.
Озвучил: Глеб Иванов.
Поддержать проект на Patreon.
Источник
Прочитав крайне интересную публикацию об истории стекла, тут же захотелось углубиться в такую специфическую тему, как история и производство предметов из стекла. Но не всех сразу, а тех, которые близки именно мне, и о которых я знаю что-то из личного общения с ними. Продолжу с момента, когда стеклоделие из ремесленного стало перерастать в массовое промышленное производство и стало предметом повседневного быта. Случилось это в конце XIX века. Догадайтесь, о каких стеклянных предметах может написать Бутылочный Маньяк? 🙂
Ода Бутылке
1. О сосудах вообще.
Энциклопедия определяет бутылку как «сосуд для жидкостей с узким горлышком». По данным историков и археологов, первые бутылки начали производить в странах Ближнего Востока и Северной Африки в VI веке. Они имели «ушки» под ремешки для удобства при переноске. До этого жидкости хранили и перевозили в глиняной посуде (амфорах), медных кувшинах, деревянной посуде и бурдюках, что было не очень удобно и практично. Поэтому как только человек научился лить стекло, едва ли не первыми предметами стекольного производства стали БУТЫЛКИ.
Первые опыты при производстве бутылок были разнообразными — сосуды получались кривыми, мутными, непонятного цвета и формы (надо сказать, и сейчас они такими получаются у не слишком опытных мастеров-стеклодувов, века мелькают — ничего не меняется), но уже легкими и удобными, что как раз и нужно было для производства и хранения напитков (удобными — возможно, а вот легкими — спорное утверждение, особенно, когда из мастерской приходит небольшая бутылочка весом 4 кг…. ээ.. ну да ладно).
Когда в Венеции развилось стекольное ремесло и слава венецианских изделий ушла далеко за границы Апеннинского полуострова, местные умельцы бутылки отливали в металлических формах и они стали художественными изделиями: причудливого облика, высокие и изящные, плоские или почти шарообразные, украшенные выпуклыми рельефными рисунками с изображением не только цветов и плодов, но и жанровых сценок из мифологии. В таких бутылках на стол в богатых домах подавали напитки и приправы (благословенные времена были, эх!). Другие служили для хранения прочих жидких продуктов, но и они были в то время весьма дорогими.
В XVII — XVIII веках в стеклянных сосудах стали хранить медикаменты и парфюмерные изделия. А бутылка без пробки — это уже не бутылка, а просто сосуд для жидкости. Тогда же появились притертые пробки из стекла же или коры пробкового дуба, обеспечивающие герметичную укупорку; до этого использовались пробки из различных материалов (даже пучок лыка), а сверху, как правило, заливались воском, на котором владелец или изготовитель продукции ставил свою печать. Сургуч для этих целей стали применять значительно позже.
Заводское производство стекла в России началось в 1635 году. Примерно в то же время освоили и выпуск бутылок. Первая отечественная бутылка была выпущена на стекольном заводе, построенном в районе нынешней подмосковной станции Истра, и предназначалась только для аптекарских целей.
Чуть позже, при Петре I, появилась мера «бутылка».
Русская бутылка = 1/20 ведра = 1/2 штофа = 5 чарок = 0,6 литра (поллитровка появилась позже — в двадцатые годы XX века). Поскольку в ведре вмещалось 20 бутылок (2 0 x 0,6 = 12 л), а в торговле счет шел на ведра, то ящик до сих пор вмещает 20 бутылок.
Или так:
После создания метрической системы в 1792 году винная бутылка стала служить мерой. Тем более что ее производство строго контролировалось. Емкость в 0.75 литра была утверждена в 1866 году. Это было выбрано не случайным образом: ящик из 6 бутылок (4.5 литра) был эквивалентен галлону согласно британской имперской системе. И практическая сторона: бутылку в 0.75 литра можно разлить на 6 фужеров (или 6 винных бокалов).
В конце XIX века, американский инженер Майкл Оуэнс изобрел автоматическую машину для производства бутылки. К 1920 году в Соединенных Штатах уже работало примерно 200 машин Оуэнса. Вскоре подобные машины получили широкое распространение во всем мире. C тех пор бутылки — один из наиболее массовых видов продукции стекольного производства. Они такие разные! По назначению, форме, цвету, вместимости — одно неизменно — они стеклянные (пластиковую тару я тут в расчет не беру — это тоже емкости, конечно, но мы говорим о настоящих бутылках).
В СССР количество видов бутылок, выпускаемых для пищевых жидкостей, было довольно ограничено, в соответствии с действующим стандартом, всего несколько десятков: для тихих вин, шампанского, коньяков, водки, ликеров, соков, пива, безалкогольных напитков, растительного масла и молочных продуктов, в отличие от парфюмерно-косметической и фармацевтической промышленности, где самой разнообразной стеклянной тары великое множество. Но мой экскурс в историю посвящен опять же не всем подряд сосудам, а только самым совершенным — бутылкам для вин и прочих алкогольных продуктов.
В Мадриде существует единственный в мире музей, где экспонируется более 10 тыс. экземпляров стеклянных сосудов со всего света (хочу жить в этом музее).
2. Биография бутылки.
Когда-то вино пили вместо воды (разводили, конечно, до цвета аметиста). До начала XVII столетия вино считалось единственным и неповторимым целебным, укрепляющим силы, долго хранящимся напитком. В городах сырую воду пить было опасно. Эль без содержания хмеля портился очень быстро. Кроме того, в те времена не существовало напитков, содержащих кофеин. Для хранения вина кроме глиняной и деревянной посуды еще использовали большие кожаные мешки из цельной шкуры коз или овец специальной выделки. Они вмещали до 60 литров напитка из забродившего винограда. Для больших бурдюков вместимостью 300 литров использовались шкуры быков и буйволов. Сшитую шкуру выворачивали мехом внутрь — шерсть с подшерстком служила дополнительным фильтром для вина. Снаружи кожу натирали солью, а изнутри пропитывали дегтем. Вкус вина в таком сосуде приобретал «дымный» оттенок. В XVII в. все изменилось: из Центральной Америки по миру отправился шоколад, из Аравии — кофе и, наконец, чай — из Китая.
В это же время в Дании развивалось искусство дистиллировать воду, на западе Франции изобретались перегонные аппараты для дешевого белого вина, добавки хмеля превратили эль в гораздо более «выносливое» пиво; в крупнейших городах побежала по трубам чистая вода, которой раньше так недоставало их жителям.
Над винной индустрией нависла угроза исчезновения — необходимы были новые замыслы и свежие проекты.
Поэтому не случайно создание самых прославленных марок вина, которые сегодня считаются классическими, относится ко второй половине XVII века. Их успеху способствовало изобретение стеклянных бутылок.
Бутылка, больше похожая на современную, была впервые произведена в 1630 году англичанином Кенелмом Дигби. Впрочем, это был скорее декантер, чем бутыль. Декантером называется специальный графин, в который любители все делать правильно наливают вино, прежде чем разлить его по бокалам. Произведение мистера Дигби, сделанное из тонкого и хрупкого стекла, и предназначалось для того, чтобы донести вино от бочки, стоящей в погребе, до стола.
Начали появляться бутыли круглой формы из толстого стекла темно-коричневого и зеленого цвета. Ведь, как известно, вино не любит свет, и должно храниться в максимальной темноте.
Примечательно, что в вопросе изготовления бутылок Россия практически не отстала от Запада. Производство стеклянных бутылок началось в нашей стране всего через 5 лет после изобретения мистера Дигби. Это при том, что примерно в это же время в России вообще узнали, что такое стекло и как его делать. С тех пор и повелось — жидкости (кроме нефти) — лучше в стекле.
3. Мое признание в любви Бутылке.
Посмотрите на бутылку раз в жизни не как на оболочку напитка, а как на самостоятельное произведение искусства! Её форма совершенна, как фигура женщины, она стройна и грациозна; она живая… Её так приятно держать в руках, она податлива и отзывчива (Фрейда оставим в покое), она на все готова, и совершенно несправедливо относиться к ней, как к обычному ничего не значащему предмету, или даже как к хламу, который не жалко выбросить.
Несколько фотографий старых гутных бутылок из моей домашней коллекции:
4-й сон Бутылочного Маньяка: пройдет какая-то сотня-другая лет, и бутылка станет очень редким антикварным предметом, дорогим подарком, стоящим только на столе истинных ценителей прекрасного. Теперь вина разливают в коробки и пластиковые пакеты, все реже увидишь на столе изящную бутылку или основательный штоф, даже посуда сменяется бумажными тарелками и пластиковыми стаканами — это же так удобно — раз! и выбросил… а где же фарфор и фаянс, столовое серебро, хрустальные бокалы? Нет их, что разбилось, что осело в коллекциях, что затерялось при переездах — жизнь стремительна и нам некогда задумываться о красоте…
Хрупкое стекло ждет та же участь, оно тяжелее картона, его не так удобно складировать, его сложнее перерабатывать, могу назвать еще кучу причин, почему бутылки скоро вытеснятся более совершенными материалами. А про стеклянные бутылки люди забудут, и только изредка, по большим праздникам в домах состоятельных людей будет появляться на столе такая редкость — стеклянная бутылка с вином, виски, коньяком… (проснулась — хороший был сон, часто снится)
Еще говорят, именно в красивых бутылках охотнее всего поселяются джинны, готовые исполнить любое желание владельца бутылки, так что будьте внимательны… Я искренне верю в то, что пишу. И не только я, у Рэя Бредбери есть чудесный рассказик «Синяя бутылка» — он короткий и очень философский, прочитайте на досуге, не пожалеете.
Очень уж я люблю этот предмет, его форму, его душу; надеюсь мне удалось передать словами то, что я чувствую, когда беру в руки БУТЫЛКУ.
Факты и некоторые фотографии найдены на просторах интренета, часть фотографий и мыслей — мои собственные. Статья не образовательная, в интернете полно информации о бутылках с самыми противоречивыми сведениями, если хочется — копайте, читайте, делитесь..
Автор статьи о стекле (ссылка в начале) обещал написать еще о лэмпворке, а я, если интересно, могу написать о гутной технике и выдувании крупных форматов — бутылок, конечно.
Спасибо за внимание, ваш Бутылочный Маньяк, Ольга Родионова
Источник