دانشمندان به شواهد و مدارک علمی جدیدی دست یافته اند که نشان میدهد هسته زمین به میزان قابل ملاحظهای طی سه میلیارد سال گذشته سرد شده است.
به گزارش سرویس «علمی» خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، این یافته سوالات تازهای را به ذهن دانشمندان می آورد، از جمله این که آیا حرکات صفحهای میتوانند پدیدهای تقریبا تازه باشند؟
یک گروه از دانشمندان بینالمللی به سرپرستی دانشگاه ملی استرالیا از فنآوری سینکروترون برای مطالعه روی ترکیبات شیمیایی کوماتیتها استفاده کردهاند و به نتایج فوق دست یافتهاند.
کوماتیتها، سنگهای آتشفشانی باستانی هستند، قطرات کوچکی از ماگماها یا گدازههای بسیار قدیمی که در داخل بلورهای کوماتیت گرفتار میشوند و با مطالعه آنها دانشمندان میتوانند دریابند که در مرکز سیاره زمین و در مقیاسهای بسیار کوچک چه اتفاقی میافتد.
نتایج بررسیها تایید میکنند که مرکز زمین رو به سرد شدن است.
محققان سوئیسی موفق به ساخت نانو ذرات بوروسیلیکاتی شدند که از مقاومت بالایی برخوردار است. | |
به گزارش خبرگزاری مهر، محققان سوئیسی موفق به ارائه شیوه ای جدید در ساخت نانوذرات شیشه ای بوروسیلیکات شده که در سیستمهای میکروفلودیک کاربرد خواهند داشت. این نانوذرات پیرکس مانند زمانی که در معرض نوسانات دمایی و بستر نامناسب شیمیایی قرار می گیرند از خود مقاومت بسیار بالاتری نسبت به نانو ذراتی که از بلورهای سیلیس و پلیمر ساخته شده اند، نشان می دهند. این ذرات نانو به عنوان ناقلان فعال پادتن ها، داروها و مواد شیمیایی در آزمایش های تشخیص امراض، درمان به وسیله داروهای هدف گیری شده و دسته بندی واکنشهای شیمیایی توجه محققان را به خود جلب کرده اند. به گفته محققان استفاده از نانو ذرات رایج سیلیسی یا پلیمری به دلیل متلاشی شدن آنها در مقابل تغییر دما و تقابل با مواد شیمیایی و حتی آب یونیزه شده دارای محدودیتهایی بوده که استفاده از نانو پیرکس (بوروسیلیکات) به جای بلورهای سیلیس می تواند بر این محدودیتها غلبه کند. در عین حال تولید این نانو ذرات به دلیل ناپایداری اکسید بور که ماده اصلی تشکیل دهنده این نانو ذرات هستند غیر ممکن به نظر می آمد که به گفته گروه تحقیقاتی EPFL، این گروه با ایجاد شیوه ای جدید در تولیدنانو ذرات بورو سیلیکات، بر این محدودیت نیز غلبه کردند. بر اساس گزارش ساینس دیلی، محققان بر این باورند که معرفی این شیوه می تواند استفاده از نانو ذرات را در زمینه های طب زیستی، علم اپتیکی و الکترونیکی گسترش دهد. |
|
بازیافت شیشه چهار هزار سال قابل از میلاد مسیح، شیشه به صورت یک لعاب آبگونه تزیینی در خاور میانه استفاده می شد. ظرف های شیشه ای رنگی برای خوردن و آشامیدن از سال 1550 گسترش یافته و مورد استفاده قرار گرفته است. قدیمی ترین شیشه صاف و شفاف، یک گلدان ریخته گری شده در نینوای آشور است که در حدود 800 سال قبل از میلاد تولید شد و اکنون در موزه British لندن قرار دارد. در قرون هجدهم و نوزدهم شیشه بسیار گران بود و برای کاربردهای محدود همانند تولید پنجره های شیشه ای رنگی کلیسا استفاده می شد.
در ابتدای قرن بیستم با انقلاب صنعتی تولید شیشه با مقیاس بزرگی آغاز گردید. برای مثال تولید لامپ سبک شیشه ای ماشین در سال 1926 آغاز شد. امروزه شیشه ماده گران بهایی به شمار نمی رود و برای بسته بندی مواد، تولید پنجره و سایر محصولات استفاده می شود. شیشه های جدید از چهار ترکیب شن، خاکستر سودا( کربنات سدیم)، سنگ آهک و سایر افزودنی ها ساخته می شود. این افزودنی ها شامل آهن در رنگ (قهوه ای یا سبز)، کرومیوم(فلز درخشان)، فلز لاجورد در رنگ سبز مایل به آبی، آلومینا برای دوام و برم برای بهبود عملیات حرارتی به آن افزوده می گردد.
سالانه تمامی شیشه استفاده شده در اروپا در حدود 6/11میلیون تن تخمین زده می شود. صنعت شیشه در انگلستان با به کارگیری تکنولوژی بالا ظرفیت بازیافت خود را به بالای یک میلیون تن در سال رسانیده است. وابستگی مواد دیگر و قابلیت غیرقابل انکار شیشه، با توجه به تمامی مشکلات، بازیافت آن یک مساله اجباری و اضطراری می باشد. 7 درصد شیشه ها به طور میانگین از زباله های خانگی تولید می شود، به طوری که در سال 2001 بیش از 5/2 میلیون تن از این مواد سوزانده شده است.
برای ساخت شیشه انرژی زیادی در استخراج و حمل و نقل مواد صرف می شود. در این فرآیند ترکیب مواد را باید در دمای بسیار بالا انجام داد و حجم بالای سوخت فسیلی استفاده شده در آن دی اکسید کربن و گازهای گلخانه ای بسیاری تولید می کند. به طور مثال در سال 2002 در صنعت شیشه انگلستان در حدود 8611000000 کیلووات ساعت برق مصرف شد و 8/1 میلیون تن دی اکسید کربن از سوخت فسیلی در کارخانه ها تولید گردید. یک کوره کارآمد حدود 4 گیگا ژول برق برای گداختن یک تن شیشه لازم دارد.
شیشه را می توان به عنوان یک ماده ساده بازیافت نمود و ساختار آن در گونه های مختلف بازیافت از بین نمی رود و این بسیار مهم است. در مورد تولید بطری های شیشه ای می توان گفت که 80 درصد از کل شیشه مصرف شده بازیافتی است که Cullet نامیده می شود. Cullet که همان خرده شیشه است، ساختار شناخت شده ای برای کارخانه ها دارد و به صورت خرده شیشه بومی شناخته می شود. نمودار اگر شیشه بازیافتی برای ساخت بطری و جارها استفاده شود، انرژی لازم برای کوره ها کاهش می یابد. علاوه بر حمل و نقل و مراحل تولید، حدود 315 کیلوگرم از تولید CO2 در هر تن شیشه ذوب شده کاهش یافته است.
از بازیافت دو بطری شیشه ای انرژی لازم برای جوش آمدن آب برای 5 فنجان چای تولید می شود. بازیافت، تقاضای بازار برای مواد اولیه را کاهش می دهد. این مساله استفاده از مواد را کم نمی کند اما هزینه خاک برداری را کاهش می دهد و اگر از منظر دیگری به آن توجه کنیم، فواید استفاده مجدد و بازیافت به محیط زیست مرتبط می شود. برای بازیافت هر تن شیشه حدود 2/1 تن از مواد اولیه صرفه جویی می شود. بازیافت موجب کاهش ضایعات شیشه در کره زمین می شود. هر چند شیشه مستقیما سلامت زمین را تهدید نمی کند و می توان آن را به مدت نامحدودی ذخیره نمود.
چطور، چگونه و کجا بازیافت شیشه انجام می شود؟
نوع شیشه
در خانواده شیشه هایی که می شناسیم ترکیبات ویژه ای مورد استفاده قرار می گیرد.
ظروف شیشه ای
بزرگ ترین بخش ظروف شیشه ای به بطری ها و جارها مربوط می شود که 80
درصد بازیافت شیشه را در اختیار دارند. کل ظروف شیشه ای در انگلستان در
حدود 23/2 میلیون تن است که حدود 629 هزار تن آن را واردات تشکیل می دهد.
به طور میانگین هر خانواده انگلیسی حدود 330 بطری و جار شیشه ای در سال
مصرف می کند.
استفاده مجدد
خرده فروشی ها با فروش و گرفتن بطری های برگشت پذیر کار عمومی و عملی
بازگست را انجام می دهند. به هر حال کارخانجات تولیدکننده در افزایش و
کاهش بطری ها و حمل و نقل آن برای پر کردن مجدد نقش بسیار مهمی دارا
هستند. این بازگشت چه از نظر مالی و چه از نظر زیست محیطی دارای فوایدی
است که از بطری های برگشت پذیر حاصل شده است. به علاوه علاقه مصرف کنندگان
به بطری های برگشت پذیر نیز می تواند موثر باشد. بطری های شیر نمونه بارزی
از این بطری هاست که باید بسیار پاک و تمیز باشد. با وجود وزن زیاد و
مقاومت شیشه و ارزش تمیز کردن پایین آن، بطری های برگشت پذیر، زمانی که از
آنها برای پر کردن مجدد استفاده می شود، بسیار مقرون به صرفه می باشد.
کاربرد این بطری ها بیشتر در شیشه های مربا و ماءالشعیر می باشد.
بازیافت
بسیاری از مردم پس از مصرف ظروف شیشه ای آنها را به بانک های شیشه
تحویل می دهند. اولین بانک شیشه در سال 1977 به وجود آمد و در حال حاضر 50
هزار بانک شیشه در سراسر کشور انگلستان وجود دارد. معمولا برای سازگاری
بیشتر مصرف کنندگان، بانک های شیشه را در سوپر مارکت ها قرار داده اند.
سایت اینترنتی برای یافتن نزدیک ترین بانک شیشه نسبت به محل زندگی مصرف
کنندگان ایجاد شده است. جمع آوری شیشه بدل به یک شغل پر درآمد شده است.
بسیاری از کافه ها و سوپرمارکت ها و برخی از شرکت های خصوصی مدارس برای
خود دارای بانک شیشه هستند. حدود 600 هزار تن بطری شیشه ای از بانک های
شیشه ای ایجاد شده در کافه ها، کلوپ ها، هتل ها، رستوران ها و بارها در
سال جمع آوری می شود. درصد بازیافت شیشه در انگلستان 34 درصد است که نسبت
به کشورهای سوییس و فنلاند که بازیافت شیشه در آنها 90 درصد است، بسیار
ناچیز است. اصولا درصد قابل قبول بازیافت شیشه در حدود 50 درصد می باشد.
بانک های شیشه شرکت های جمع آوری کننده یا دیگر بخش ها، خرده شیشه را به صورت تناژ تحویل می دهند. زمانی که خرده شیشه ها جمع آوری می شوند، آلودگی آنها جدا شده و سپس با مواد دیگر در کوره های ذوب مخلوط می شوند. سپس در قالب یا بادکن های مکانیکی به بطری و جار جدید تبدیل می شوند.
ناهماهنگی رنگ
جمع آوری خرده شیشه های شفاف بی رنگ برای بازیافت در انگلستان بسیار
کم می باشد. بیشتر تولیدات شیشه در انگلستان بطری های شفاف و کهربایی می
باشد که به دلیل صادرات زیاد شیشه های شفاف انگلستان است. برای اینکه مصرف
کنندگان همواره بطری و جارهای شفاف را در بانک های شیشه قرار می دهند،
تولید خرده شیشه های شفاف کم تر است. واردات انگلستان بیشتر به منظور
تولید بطری های سبز است که به طور عمده برای بسته بندی ماءالشعیر استفاده
می شود. در گذشته بطری های سبز بازیافت نمی شد اما در این صنعت با کار و
تلاش زیاد دولت اقدام به افزایش بازیافت بطری های سبز نمود و در حال حاضر
انگلستان حدود 85 درصد از بطری های سبز را بازیافت می نماید. این خرده
شیشه ها در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارد. این مواد را می توان با رنگ
ها و مواد شیشه ای دیگر ترکیب نمود و بازار خوبی برای بطری های سبز ایجاد
کرد. از خرده شیشه های بازیافتی می توان برای تولید بطری های جدید استفاده
نمود. بازیافت شیشه به 4 روش به دولت و محیط زیست کمک می کند که شامل کاهش
خاک برداری، کاهش مصرف انرژی، کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و جلوگیری از
هدر رفتن منابع معدنی می باشد.
بخش شیشه های Flat
دومین بخش بزرگ در تولید شیشه مربوط به شیشه های Flat است. این شیشه
ها کاربردهای متنوع و متفاوتی دارند. این شیشه ها به دلیل طول عمر کمتر
تاثیر بیشتری در محیط زیست و زباله های شیشه ای دارند. زباله های این شیشه
برای پنجره ها، شیشه جلو و عقب خودروها و موتور سیکلت ها مورد استفاده
قرار می گیرد. صادرات و واردات این نوع شیشه در حدود 886 هزار تن در سال
است.
بخش فیبرهای شیشه ای (Fiber Glass)
فایبرگلاس ها را می توان با استفاده از روش های متنوع پیوسته یا
فیبرهای کوچک تولید نمود. فیبرهای پیوسته را معمولا برای تقویت پلاستیک ها
و سیمان به کار می برند. فیبرهای کوتاه به عنوان مواد عایق کاری استفاده
می شوند. حدود 220 هزار تن در سال فیبر شیشه در انگلستان ساخته می شود و
تقریبا 11 هزار تن نیز در هر سال زباله تولید می کند و به دلیل اینکه
بازیافت آن سخت و مقرون به صرفه نمی باشد در این بخش سرمایه گذاری خاصی
انجام نشده است.
چه کاری باید انجام داد؟ - اگر یک بطری برگشت پذیر است، آن را
بازگردانده و به بخش بازیافت منتقل نکنید. - بطری و جار را بشویید. بهترین
روش شستن با آب داغ به هر شکل ممکن می باشد. - در صورت امکان درب های
پلاستیکی، چوب پنبه و اضافه های فلزی را از بطری و جار جدا کنید. هر چیزی
که روی آن باقی بماند به وسیله مگنت یا ویبره و یا روش های دیگر جدا می
شود اما باز هم احتمال خطا و خراب شدن کوره ها وجود دارد. - فقط بطری ها
بازیافت نمی شوند بلکه تمامی ظروف شیشه ای قابل بازیافت هستند. ظرف هایی
که برای نگهداری مواد غذایی، دارویی و پاک کننده های شیشه ای ساخته می
شوند نیز بازیافت پذیر هستند. هرگز شیشه لامپ ها یا شیشه هایی که برای پخت
مانند پیرکس هستند را جمع آوری نکنید. این مواد خصوصیات متفاوتی دارند که
برای ساخت بطری استفاده نمی شوند بنابراین دارای استانداردهای لازم
نیستند. شیشه های مسطح مانند شیشه های پنجره سالم یا شکسته نباید در بخش
بانک شیشه بطری ها قرار گیرند. دقت کنید بطری را در بانک مخصوص آن قرار
دهید. بانک های شفاف، سبز و قهوه ای متفاوت هستند. آنچه مهم است اطمینان
از تمیزی شیشه و عاری از آلودگی بودن با رنگ است که ارزش آن از قیمت پایین
تری برخوردار بوده و پول کم تری برای شیشه های آلوده پرداخت می شود. بطری
های ساخته شده از شیشه های آبی را می توان در بانک بطری های سبز قرار داد.
بطری ها با یک پوشش رنگ را می توان بازیافت نمود و همه آنها را در یک کوره
سوزاند. برای فهمیدن رنگ بطری به بالای آن درست جایی که درب روی آن قرار
می گیرد، دقت نمایید. سعی کنید در مسافرت بطری ها را به بانک های فعال
مانند مغازه های باز یا مدارس تحویل دهید. با این کار خطر وارده به محیط
زیست از طریق مسافرت به حداقل می رسد. سعی کنید از بانک ها در طول روز
استفاده کنید و از اجتماع در محل بانک ها در شب اجتناب کنید.
بررسی کلی
ترجیح مصرف کننده در انتخاب ماده بسته بندی
روش شناسی
در بین 24 آوریل تا 9 می 2006 شرکت تحقیقات و بازاریابی نیوتن در
اوکلاهما رفتار و عادت خریداران را مورد بررسی قرار داد. این مصاحبه ها با
752 نفر در سراسر ایالات متحده که مصرف کننده مواد غذایی و نوشیدنی بودند،
انجام گرفت و درصد خطای آن 5/3 درصد اعلام شده است
خلاصه بررسی
بسته بندی های شیشه ای اولین انتخاب مصرف کنندگان برای حفظ کیفیت،
پاکی و مزه غذا می باشد و به نظر می رسد اغلب آنان به سلامت بسته بندی
بیشتر اهمیت می دهند. ترجیح مشتریان دائمی به سوی بسته بندی های شیشه ای
است.
مواد بسته بندی
زمانی که پاسخ دهندگان خرید می کنند بسته بندی ها از مواد گوناگونی می
باشد. آنها بسته بندی شیشه ای را برای کیفیت، تمیزی، مزه، محافظت از محصول
و زمان نگهداری ترجیح می دهند. وقتی به صورت عمومی در مورد مواد بسته بندی
سوال می شود. مصرف کنندگان عمومی نیز تمایل بیشتر به بسته بندی شیشه ای
دارند. با توجه به پرسش های انجام شده، 75 درصد برای ماءالشعیر، 96 درصد
برای نوشیدنی الکلی، 65 درصد برای سس و چاشنی، 87 درصد برای مواد غذایی و
90 درصد برای غذای کودک، بسته بندی شیشه ای را ترجیح می دهند. با توجه به
سطح درآمد،خرید محصولاتی که در شیشه بسته بندی شده است، برتری قابل ملاحظه
ای یافته است. بسته بندی شیشه ای نوشابه ها به منظور حصول کیفیت، پاکی،
مزه و طعم و محافظت محصول مطرح می شود.
شیشه بهترین ماده برای بسته بندی
مصرف کنندگان دائمی تمایل زیادی به بسته بندی شیشه ای نشان می دهند.
42 درصد از مغازه های خواربارفروشی، محصولات اصلی را به صورت مداوم و یا
به صورت فصلی خریداری می کنند اغلب مصرف کنندگان دائمی در این بررسی زنان
25 تا 54 ساله بوده اند که بیش از 50 هزار دلار درآمد سالیانه داشته اند.
مصرف کنندگان دائمی عقاید خود را این گونه بیان می کنند که 6 تا 8 درصد
مغازه های اصلی را با توجه به کیفیت و استاندارد ترجیح می دهند.
افراد بسیاری مصرف ماءالشعیر در شیشه را ترجیح می دهند.
مصرف کنندگانی که ماءالشعیر را در شیشه ترجیح می دهند بیشتر بین 25 و
44 سال سن داشته و درآمد سالانه ی در حدود 50 هزار دلار و یا بیشتر داشته
اند. در اغلب پاسخ ها شیشه به عنوان ماده ارجح عنوان شده و سایر مواد
گزینه های بعدی بوده اند.
اطلاعات اولیه
شیشههای معمولی که در زندگی روزمره بکار میروند، عمدتا شامل سیـلیس ، کربنات کلسیم ( یا آهک ) و کربنات سدیم و زغال کک است ( گاهی از فلدسپار و دولومیت نیز استفاده میشود ). معمولا این مواد را به صورت پودر یا دانههایی به قطر 0.2 تا 2 سانتیمتر ، مصرف میکنند. البته برای تهیه شیشههای مرغوب و کریستال ، از سیلیس تقریبا خالص (کوارتز) استفاده میشود. در شیشههای معمولی حدود ½ درصد آلومین و 0.08 درصد اکسید آهن III نیز وجود دارد.
تاریخچه
صنعت شیشهسازی ، در ایران سابقه بسیار طولانی دارد که به حدود پیش از 2000 قبل از میلاد میرسد. کشف یک ظرف شیشهای زرد رنگ صدفی با زینتی شبیه به خطوط شکسته موجدار که در یکی از قبرستانهای لرستان پیدا شده ، یک گردنبند شیشهای حاوی دانههای آبی رنگ متعلق به 2250 سال پیش از میلاد ، در ناحیه شمال غربی ایران و قطعات شیشهای مایل به سبز که در کاوشهای باستان شناسی لرستان ، شوش و حسنلو بدست آمده است، نشان دهنده سابقه تاریخی صنعت شیشهسازی در ایران است.
سیر تحولی و رشد
کشف بطریهای گردن دراز که دهانه آن با نقره مسدود شده بود در قرن 12 میلادی ، قالبهای ساخت وسایل شیشهای در نیشابور ، نشان دهنده شتاب بیشتر صنعت شیشهگری در اوایل رواج اسلام در ایران است که بهتدریج با رونق صنعت شیشهسازی در ایتالیا ، راه زوال را در پیش گرفت که تا قرن هفدهم میلادی ادامه یافت. از آن پس ، رونق و بازسازی این صنعت دوباره شروع شد و به مدد مهارت ایرانیان در رنگ آمیزی شیشه ، شتاب چشمگیری پیدا کرد. از آن جمله ، میتوان ساختن انواع محصولات مختلف شیشهای از ابریق گرفته تا گلدان ، بطری و … در شیراز ، اصفهان و قم در قرنهای دوازدهم و هجدهم میلادی را برشمرد. اما از آن زمان به بعد ، بیلیاقتی و غفلت دولمتردان وقت باعث شد صنعت شیشهسازی در ایران افت کند.
مراحل مختلف تهیه شیشه
فرآوردههای مختلف شیشهای
در حال حاضر ، صنایع شیشهسازی عمدتا در پنج شاخه اصلی مصرف در ایران
فعالیت دارند:
انواع مهم فراوردهههای شیشهای
شیشه جام
این نوع شیشه ، برای مصرف در پنجره ، قاب عکس و غیره تهیه میشود و دارای سطح کاملا صاف است. در مرحله تولید با عبور خمیر شیشه بین دو غلطک صاف افقی ، عمودی و یا عبور از روی قلع مذاب به دستگاه برش و کوره پخت هدایت میشود.
انواع بطری
برای تهیه بطری ، خمیر شیشه را از بالای ماشین قالبزنی توسط قیچی مخصوص به صورت لقمههایی در آورده ، به قسمت قالبزنی وارد میکنند و از پایین ، هوا در آن میدمند تا شکل مطلوب به خود بگیرد. برای تهیه انواع لیوان ، استکان ، لوله چراغ نفتی و فانوس ، مانند تهیه بطری عمل میشود، ولی بجای دمیدن هوا ، از قالب ویژه استفاده میشود.
شیشههای ایمنی بدون تلق
این نوع شیشهها برای ویترینها و شیشههای عقب و کناری خودرو تهیه میشوند. پس از مراحل برش و شکلدهی ، در پرسهای مخصوص ، آنها را در کوره الکتریکی تا °650C گرم کرده ، بطور ناگهانی سرد میکنند تا بر اثر تبلور جزئی ، بر مقاومت آنها افزوده میشود.
شیشه ضد گلوله
این نوع شیشه شامل چهار لایه 6 میلیمتری و دو لایه تلق ضخیم است. در هر مورد ، ابتدا از طریق وصل کردن به خلاء ، هوای بین لایهها را خارج کرده ، ضخامت شیشه و تلق را به هم میجشبانند و بعد تحت فشار 13 اتمسفر در دمای °120C ، به مدت سه ساعت نگه میدارند تا لایهها کاملا به همدیگر بچسبند.
الیاف شیشهای
این نوع الیاف ، با عبور خمیر شیشه از منافذ باریک یک قسمت غربال مانند ، تهیه میشوند. از این نوع الیاف ، در تهیه پارچه ، پتو و لحاف و عایقبندی دستگاههای حرارتی و برودتی و عایق الکتریکی ، صحافی و غیره استفاده میشود.
شیشههای مخصوص
شیشهها نشکن
این نوع شیشهها
دارای ضریب انبساط بسیار کماند و در مقابل تغییر ناگهانی دما یا ضربه ، مقاومت زیادی دارند. از این رو ،
از آنها برای تهیه ظروف و وسایل آزمایشگاهی و اخیرا ظروف آشپزخانه استفاده میشود.
برای تهیه این نوع شیشهها ، به
جای Na2O و CaO از
Zr2O3 ، Al2O3 و B2O3
استفاده میکنند که به نام شیشههای
پیرکس ، ینا و کیماکس شهرت دارند.
شیشههای بلور
این نوع شیشهها بسیار ظریف و مشابه به کریستالاند. اما سنگین و صدا دهندگی کریستال را ندارند و خاصیت شکست نور در آنها کمتر است. دارای 75 درصد سیلیس ، 18 درصد و 7 درصد Cao اند.
شیشههای سربدار
این نوع شیشهها از شیشههای معمولی شفافتر و سنگیترند و ضریب شکست
بالاتری دارند و دارای سه نوعاند:
شیشه ضد پرتوها
این نوع شیشه ، شامل یک قسمت و چهار قسمت pbo است، به مقدار قابل توجهی پرتوهای ایکس و پرتوهای رادیواکتیو را جذب کرده ، جلوی اثرات زیانبار آنها را میگیرد.
شیشه جاذب نوترون
این نوع شیشهها با افزایش اکسید کادمیم ( CdO ) به شیشه معمولی تهیه میشوند و بهعنوان حفاظ در مقابل تابشهای نوترونی ، بویژه در ارتباط با راکتورهای اتمی کاربرد دارند.
شیشه شفاف در مقابل IR
این نوع شیشه با اضافه کردن مقدار زیادی آلومین Al2O3 به شیشه معمولی حاصل میشود و در دستگاههای طیف نمایی و طیف نگاری IR مورد استفاده قرار میگیرند.
شیشه ضد اسید فلوئوریدریک
میدانیم که بعضی مواد شیمیایی مانند HF بر شیشه اثر میکنند. این تاثیر در واقع به واکنش سیلیسی موجود در شیشه با فلوئورید هیدروژن است که تولید اسید میکند. از این خاصیت در حکاکی و نقاشی روی شیشه استفاده میشود. اگر مقدار کافی فسفات آلومینیم که ساختار سیلیکات آلومینیم را دارد، در ساختار شیشه وارد شود، شیشه بدست آمده ، مقاومت قابل توجهی در برابر HF از خود نشان میدهد. علت این است که HF بر فسفات آلومینیم اثر ندارد.
شیشههای رنگی
برای برخی مصارف ویژه ، تهیه شیشههای رنگی ضرورت دارد. برای این کار ، عمدتا از اکسید فلزات استفاده میشود. برای مات یا شیری کردن شیشه ، فلوئوریت کلسیم ، کریولیت ، اکسید آنتیموان (III) ، فسفات کلسیم ، سولفات کلسیم و دیاکسید قلع استفاده می شود، زیرا این مواد ، رسوبهای کلوئیدی در خمیر شیشه تولید می کنند که پس از سرد شدن ، سبب شیری شدن آن میشوند.
ماسه شیشه
ماسه لازم برای تولید شیشه باید تقریبا کوارتز خالص باشد. در بسیاری موارد ، منطقه تهنشینی ماسه شیشه ، محل کارخانه شیشه سازی را تعیین کرده است. برای ظروف غذاخوری ، مقدار آهن موجود در ماسه نباید از 45% و برای شیشه اپتیکی نباید از 0.015% تجاوز کند، چرا که آهن تاثیر نامطلوبی بر رنگ اغلب شیشهها دارد.
سودا
Na2 یا سودا اصولا از سدیم کربنات چگال ( Na2CO3 ) تامین میشود. سایر منابع عبارتند از سدیم بیکربنات ، سدیم سولفات ناخالص و نیترات سدیم. نیترات سدیم برای اکسایش آهن و شتاب دادن به عمل ذوب نیز مفید است. منابع مهم آهک (CaO) سنگ آهک و آهک پخته حاصل از دولومیت (CaCO3.MgCO3 ) است که خود MgO را نیز وارد عمل میکند.
فلدسپار
این مواد دارای
فرمول کلی R2O. Al2O3 . 6SiO2 هستند که در آنها R2O ،
معرف Na2O یا K2O یا مخلوطی از این دو است. این مواد در مقایسه
با اکثر مواد دیگری که منبع Al2O3 هستند،
مزایای بسیاری دارند. فلدسپارها ارزان ، خالص و گدازپذیرند و کلا" از
اکسیدهای ایجاد کننده شیشه تشکیل شدهاند.
از خود Al2O3 تنها
هنگامی استفاده میشود که قیمت محصول از درجه دوم اهمیت برخوردار باشد. فلدسپارها
همچنین Na2O یا K2O و SiO2 را نیز
تامین میکنند. مقدار آلومین در پایین آوردن نقطه ذوب شیشه و کُند کردن
واشیشهای شدن ، موثر است.
بوراکس
بوراکس به عنوان یک جزء ترکیبی فرعی ، هم Na2O و هم اکسید بوریک را برای شیشه تامین میکند. هر چند که از بوراکس به ندرت در
شیشه پنجره یا شیشه جام
استفاده میشود، اما اکنون این ماده ، عموما در انواع خاصی از شیشه بطریها بکار میرود. یک نوع شیشه
بوراتی با ضریب شکست بالا نیز وجود دارد که در مقایسه با شیشههای قبلی ، مقدار پراش نور آن کمترو ضریب شکست نور در آن بالاتر است و شیشه اپتیکی
باارزشی بشمار میرود.
بوراکس علاوه بر توانایی بالا در ایجاد گدازش ، نهتنها ضریب انبساط
را پایین میآورد، بلکه
دوام شیمیایی را نیز افزایش میدهد. هنگامی که قلیائیت اندکی در فرایند تولید مورد نظر باشد، از اسید بوریک استفاده میشود که بهای آن ، دو برابر بوراکس است.
سدیم سولفات ناخالص
این ماده که مدتها مانند سایر
سولفاتها نظیر آمونیوم سولفات و باریم سولفات ، یک جزء ترکیبی فرعی در شیشه
تلقی میشد، غالبا در تمام انواع شیشه بکار میرود. این ماده ، کف موجود در کورههای مخزنی را که ایجاد
مشکل میکند، حذف مینماید.
برای کاهش سولفاتها
به سولفیتها ، از کربن استفاده
میشود.
ممکن است برای ایجاد سهولت در حذف حبابها
، آرسنیک تریوکسید افزوده شود. آهن را با سدیم یا نیترات پتاسیم ، اکسید میکنند تا مقدار آن در
شیشه نهایی چندان قابل توجه نباشد. از پتاسیم نیترات یا کربنات ، در بسیاری از شیشههای مرغوبتر
نظیر شیشه ظروف غذاخوری ، شیشه تزئینی و شیشه اپتیکی استفاده میشود.
خرده شیشه
این ماده از خرد کردن کالاهای معیوب ، لبههای پرداخت شده کالاها یا سایر ضایعات شیشهای بدست میآید و استفاده از آن ، سبب سهولت عملیات ذوب میشود و در عین حال ، مواد ضایعاتی نیز به مصرف میرسند. ممکن است مقدار خرده شیشه مصرفی در هر بار بین 10 تا 80 درصد باشد.
بلوکهای نسوز
این مواد در صنعت شیشه ،
بدلیل شرایط سخت موجود به طرز ویژهای بسط و توسعه یافتهاند. زیرکن متخلخل ، آلومین ، مولیت و مولیت - آلومین
تفجوش و زیرکونیا - آلومین - سیلیس
، آلومین و آلومین - کروم که بروش ریختگی برقی تهیه شدهاند، از جمله بلوکهای نسوزی هستند که در کورههای
مخزنی شیشه بکار میروند. آخرین تجربه بدست آمده در کورههای بازیابی گرما ، استفاده از فراوردههای نسوز
بازی بدلیل وجود غبار و بخارهای قلیایی در کوره است.
طاقهای آجری کوره از جنس سیلیس که
استفاده از آن در صنعت ، اقتصادی است، عمدتا تعیین کننده دمای عملیات کوره است.
شیشه به اشکال
مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. در ساخت لوازم تزیینی مانند
گل ، تابلو و غیره در ساختن ظروف آزمایشگاهی و یا ظروف آشپزخانه مانند
لیوان ، بطری و غیره و بالاخره در ساختن شیشههای مسطح که در دو نوع ساده
و مشجر عرضه میگردد و
مصارف مختلفی دارد که عمده ترین کاربرد آن به عنوان در و پنجره در
کارهای ساختمانی است که به شکلهای مختلف اعم از شیشههای شفاف ، نیمه شفاف و رنگی ، جاذب حرارت ، ایمنی ، دوجداره ، سکوریت و... وجود دارد.
همچنین در آینه سازی ، صنایع
نشکن ، صنایع یخچال سازی ، میزهای شیشهای ، انواع شیشه رومیزی و تیغه کاری
ساختمان کاربرد دارد.
شیشه رنگی
به دو طریق میتوان شیشه رنگی بدست آورد.
شیشه ضد آتش (پیرکس)
همراه مواد اولیه این شیشهها در مقابل حرارت ، مقاومت زیادی دارند، مقدار زیادی اکسید بوریک بکار میرود و سیلیس آنها از انواع شیشههای معمولی بیشتر است. معمولا از آنها به عنوان ظروف آزمایشگاه و آشپزخانه و یا در جلوی بخاریهای دیواری و اجاقها استفاده مینماید.
شیشه مسطح
این نوع شیشه را با اضافه نمودن توری فلزی در میان شیشه میسازند و بیشتر برای درهای ورودی ، کارگاهها ، موتورخانهها ، آسانسورها و هر جایی که خطر شکستن و فروریختن شیشه وجود دارد، استفاده مینمایند.
شیشه دوجداره (مضاعف)
این نوع شیشهها ، از دو لایه ساده و گاهی رنگی که به موازات یکدیگر قرار گرفتهاند و لبهها یا درزهای آنها هوابندی شده است و فضای بین آنها با مواد خشک کنندهای مانند سیلیکاژل ، پُر و یا در بعضی از موارد بین دو لایه ، خلاء ایجاد میشود. این نوع شیشه که عایق گرما ، سرما و صداست، در بسیاری از ساختمانها مانند فرودگاهها ، هتلها و بیمارستانها بکار میرود.
شیشه سکوریت
در این حالت ، شیشه مجددا تا حدود 700 درجه سانتیگراد حرارت داده و بعد بطور ناگهانی و تحت شرایط خاص و کنترل شدهای سرد میشود. این عمل باعث افزایش مقاومت شیشه (حدود 3 الی 5 برابر) در مقابل ضربه و نیز شوکهای حرارتی میگردد. این شیشهها در صورت شکستن ، به ذرات ریز و مکعب شکل تقسیم میشوند که آسیب رسان نیستند. از این نوع شیشه در ویترین فروشگاهها ، درهای شیشهای و پنجرههای جانبی اتومبیلها استفاده میگردد.
شیشه نشکن
این نوع شیشهها
شامل دو یا چند لایه شیشهاند که بوسیله ورقههایی از نایلون شفاف تحت حرارت و فشار به هم متصل میشوند. همچنین
بعضی از انواع شیشههای طلقدار به عنوان عایق صوتی ، جاذب حرارت ،
کاهنده شفافیت و شیشه ایمنی بکار برده میشوند. وقتی که این شیشهها میشکنند،
خاصیت کشسانی نایلون مانع از پخش و پراکندگی ذرات شیشه میگردد.
از جمله کاربردهای این نوع شیشهها در خودروها و ویترین مغازههایی که اشیاء
گرانقیمت میفروشند استفاده میگردد. ممکن است شیشه نشکن را از
جنس شیشه سکوریت بسازند.
شیشه ضد گلوله
از چند لایه شیشه سکوریت و یا نشکن ، شیشه ضد گلوله میسازند. در هنگام وارد شدن گلوله به داخل شیشه ، از نیروی آن کاسته و در میان شیشه متوقف میگردد.
شیشه انعکاسی (بازتابنده)
در این نوع شیشهها ، یک سطح
شیشه با یک پوشش منعکس کننده نور و حرارت از جنس فلز یا اکسید فلزی دارای این خاصیت
پوشانده میشود. این نوع شیشهها ، نور خورشید را منعکس میکنند و در کاهش
حرارت و درخشندگی نور موثر هستند. اگر در روشنایی روز از بیرون به شیشه
انعکاسی نگاه کنیم مشاهده میکینم که تصاویر اطراف را مانند آینه باز میتاباند و اگر از داخل به بیرون نگاه کنیم،
شیشه کاملا شفاف خواهد بود. شبها پدیده مذکور برعکس است. یعنی شیشه از خارج
شفاف و از داخل مانند آینه است.
این شیشه با منعکس نور خورشید ، حرارت
ناشی از تابش نور خورشید را بطور قابل ملاحظهای کاهش میدهد و در
نتیجه ، باعث صرفه جویی در هزینههای احداث ، راه اندازی و نگهداری سیستمهای
تهویه و تبدیل میشود.
شیشه ، مایعی میباشد که بسیار سرد شده است و در حرارتی پایینتر از نقطه انجماد آن ، در حالت مایع قرار دارد و بطور عمومی ، جسمی است شفاف که نور بخوبی از آن عبور میکند و پشت آن بطور وضوح قابل روئیت میباشد.
شیشه از نظر
ساختمان مولکولی در حالت جامد آرایش مولکولی نامنظم دارد. در درجه حرارتهای
بالا ، شیشه مثل هر مایع دیگری رفتار میکند. اما با کاهش دما ، گرانروی آن بطور غیر عادی افزایش مییابد و باعث میشود مولکولها نتوانند در آرایشی که لازمه کریستال شدن است،
قرار گیرند. به این ترتیب شیشه از نظر ساختمان مولکولی مانند مایعات
نامنظم است، ولی این ساختمان غیر منظم ، دیگر متحرک نیست.
شیشه جسمی سخت است که سختی آن
در حدود 8 میباشد و همه اجسام بجز الماسهها را خط میاندازد. وزن مخصوص شیشه 2.5 گرم بر
سانتیمتر مکعب بوده و بسیار تُرد و شکننده است. شیشه در مقابل تمام مواد شیمیایی حتی اسیدهای قوی و بازها مقاومت کرده و تحت
تاثیر خورندگی واقع نمیشود، به همین علت ظرف آزمایشگاهی را
از شیشه میسازند. فقط اسید فلوئوریدریک
(HF) بر آن اثر داشته و
شیشه را در خود حل مینماید.
تاریخچه
شیشه گری ،
یکی از قدیمیترین حرفههایی است که بشر بدان اشتغال داشته
است. مصریها سازنده اولین اشیای شیشهای بودهاند که ظروف بدست آمده از
حفاریهای مصر قدمت 5000 ساله دارد. رومیان نیز در فن شیشه گری مهارت
داشتهاند و در این صنعت از سایرین پیشرفتهتر بودند. رونق شیشه سازی در نخستین ادوار تاریخ اسلامی صورت گرفته است، زیرا هنری
بود که در مساجد و زیارتگاهها و تزئینات مذهبی جلوه
خاصی داشته و مورد استفاده قرار میگرفت.
در ایران نیز ساختن شیشه قدمت
چند هزار ساله دارد. و نخستین واحد ماشینی تولید شیشه ساختمانی در ایران در سال 1340
شروع بکار کرد.
ترکیبات سازنده شیشه
اجزای اصلی تشکیل دهنده شیشه
با نگاه به جدول عناصر ، کمتر عنصری را میتوان یافت که از آن شیشه بدست نیاید، ولی سه ماده کربنات دو سود ، سنگ آهک و سیلیس ، مواد اصلی تشکیل دهنده شیشه میباشند. مواد شیشه ساز مورد تایید موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران عبارتند از سیلیس (SiO2) ، دیاکسید بور (B2O3) ، پنتا اکسید فسفر (P2O5) که از هر کدام بتنهایی میتوان شیشه تهیه نمود.
گدازآورها
کربنات سدیم (Na2CO3) ، کربنات پتاسیم (K2CO3) و خرده شیشه ، سیلیکات سدیم و پتاسیم (Na2SiO3 , K2SiO3) که حاصل ترکیب سیلیس با گدازآورها میباشند، در آب حل میشوند و از شفافیت شیشه به تدریج کم میکنند. به همین علت است که اغلب شیشههای مصرف شده در گلخانه پس از چند سال کدر میشوند و نور از آنها بخوبی عبور نمینماید.
تثبیت کنندهها
برای آنکه مقاومت شیشه را در مقابل آب و هوا ثابت کنیم، باید اکسیدهای دو ظرفیتی باریم ، سرب ، کلسیم ، منیزیم و روی به مخلوط اضافه کنیم که به این عناصر ، ثابت کننده میگویند.
تصفیه کنندهها
موجب کاستن حباب هوای موجود در شیشه میشوند و بر دو نوعند:
تا اینجا به موادی اشاره کردیم که عدم وجودشان ، در مواد اولیه باعث از بین رفتن مرغوبیت کالا میشد. حال به چند ماده دیگر که به نوعی در تولید شیشه سهیم هستند، اشاره میکنیم.
افزودنیها
دو نمونه از عناصر تشکیل دهنده که عمومیت بیشتری دارند، در زیر ذکر میگردد.
حتی فکرش را هم نمی کردیم که یک روز شیشه های خودرو هایمان آنقدر هوشمند بشوند که خودشان تشخیص دهند که کثیف هستند و باید تمیز شوند! اما مثل اینکه آقای Leonardo Fioravanti موفق به طراحی و ساخت خودرویی با نام Hidra شده که شیشه جلوی آن از به کمک فن آوری نانو تکنولوژی در 4 لایه ی بسیار هوشمند ساخته شده است.لایه اول نوعی محافظ در برابر تابش اشعه نور خورشید و قطرات آب است.لایه دوم محافظ گرد و غبار هواست. این لایه زمانی فعال می شوند که لایه سوم که شامل سنسور های تشخیص گردو غبار است سطح شیشه را کثیف حس کرده باشند. و نهایتا لایه چهارم که نقش پاور برق این مجموعه را ایفا می کند جریان الکتریسیته بسیار ضعیفی که جهت فعالیت الیاف و سنسور های ظریف نانو است را تولید می کند. این مجموعه هنوز در حد یک طرح است و در حال طی کردن مراحل آزمایشی خود به سر می برد. خب حالا که کثیف بودن شیشه اعلام شد چه کسی باید آن را پاک کند؟!
1- حتی الامکان باید از مصرف نایلون خودداری کنیم زیرا پلاستیک هایی که مورد استفاده ما هستند اغلب قابل استفادة مجدد نیستند. پلاستیک ها از مواد غیر قابل تجزیه هستند و محیط زیست را به شدت آلوده می کنند.
2- تا جایی که امکان دارد باید از ظروف یک بار مصرف استفاده نکنیم.
3- بهتر است خریدهای هفتگی یا روزانه را محاسبه کرده و به اندازه نیاز خود و خانواده خرید کنیم تا مواد غذایی سالم را به خاطر کهنه شدن و فساد به زباله تبدیل نکنیم.
4- در خریدهای روزانه، غالباً بیش از حد لزوم از پاکت، نایلکس، مقوا و ... برای حمل جنس های خریداری شده استفاده می شود. باید از مصرف بی مورد این موارد خودداری کنیم.
5- از ظروف پلاستیکی با دوام و در دار برای نگهداری مواد غذایی در یخچال و یا مواد غذایی خشک مانند قند و شکر و یا ادویه استفاده کنیم.
6- از تمام قسمتهایی کاغذ و همین طور دوروی کاغذ استفاده کنیم.
7- بهتر است به همراه دستمال کاغذی، یک یا دو دستمال پارچه ای نرم وقابل شستشو به همراه داشته باشیم تا به این ترتیب مصرف دستمال کاغذی را کاهش دهیم.
8- از لامپ های کم مصرف و یا لامپ های مهتابی که برق کمتری نسبت به لامپ های معمولی مصرف می کنند، استفاده کنیم.
9- باید غذا را به اندازه ای که می خواهیم بخوریم در ظرف بریزیم تا به این ترتیب مواد غذایی را تبدیل به زباله نکنیم.
10- از خرده نان، پس مانده های سبزی ها، می توانیم برای تغذیه طیور خانگی و پرندگان استفاده کنیم.
11- به پس مانده های غذایی، آب اضافه نکنیم و آنها را به صورت خشک در ظرف مخصوص زباله و پس مانده مواد غذایی قرار دهیم.