Proizvodnja stakla bez taljenja – staklene boce poput plastičnih

U skoroj budućnosti staklene bi se boce mogle lijevati s istom lakoćom kao plastične – i uz dvostruko manji utrošak energije

Staklo nije čvrsta tvar, krutina, nego tekućina: u njemu nema kristala – kao u soli, šećeru, ali i u kamenu i željezu – nego je posve homogeno, poput ulja ili vode. Zbog svoje „vodene“ prirode staklo se dade lako oblikovati, jer nema faznog prijelaza, što će reći da staklo ne mijenja naglo fizička svojstava do čega dolazi pri prijelazu iz tekuće u čvrsto (kristalno) stanje. Ono s porastom temperature postepeno mekša pa ga staklar može lako prilagoditi svojim zahtjevima, ovisno o tome želi li ga savijati, valjati, puhati ili lijevati u kalupe. Staklo je tekućina koja ne teče – ili ipak teče? To kažem zato što su staklene bočice iz rimskog doba, koje viđamo po muzejima, deformirane od svoje težine – baš poput svijeće na vrućini.

Da bi se staklo moglo lijevati u kalupe treba ga zagrijati na 1.300 oC. Na tu temperaturu treba zagrijati obično, prozorsko staklo, staklo koje se dobiva od kremenog pijeska, sode i živog vapna. Još je viša temperatura, čak 2.000 oC, potrebna za proizvodnju kremenog stakla, stakla koje se dobiva taljenjem čistog kremenog pijeska. Ono je izuzetno cijenjeno u kemijskom laboratoriju, a i drugdje, jer je otporno na kemikalije a usto izvrsno podnosi promjene temperature. U posudu od kremenog stakla uronjenu u vodu može se lijevati željezo!

No kako bilo da bilo, za proizvodnju i recikliranje više od 120 milijuna tona stakla, koliko ga se godišnje proizvede i preradi u svijetu, treba utrošiti oko 800 TJ (200 GWh) energije, naime 5 do 6 MJ po toni. Može li se što u tom smislu popraviti? Teško, reklo bi se, jer se tehnologija stakla nije promijenila od vremena kada su ga Feničani – ako je vjerovati Pliniju – slučajno otkrili kada su zapalili vatru na pustinjskom pijesku te je okružili umjesto kamenjem grumenjem trone (prirodne sode) kojom su trgovali.

No pustimo sad Plinija i njegovu Naturalis historia. U časopisu Science nedavno je osvanuo članak u kojem se opisuje oblikovanje stakla na posve nov način. U znanstvenom radu „High-throughput injection molding od transparent fused silica glass“ desetorica njemačkih znanstvenika opisuje izradu staklenih predmeta od prozirnog kremenog stakla („transparent fused silica glass“) postupkom uštrcavanja u kalupe (injection molding) na temperaturi od samo 130 oC!

Kao sirovina za ovaj neobični postupak služe čestice amorfnog silicijeva dioksida promjera od 0,05 do 0,1 milimetra raspšene u polimernom materijalu, smjesi poli(vinil-butirala), PVB, i poli(etilen-glikola), PEG. Smjesa plastike i mineralnih čestice potom se, pri temperaturi 130 oC i tlaku 700 – 1.000 bar, uštrcava u kalupe slično kao što se uštrcavaju plastične mase. Nakon toga se uklanja vezivo (PVB i PEG) otapanjem u vodi te zagrijavanjem smjese na 270 – 600 oC. No oko 12 % veziva ipak se ne može  ukloniti – da bi se potom recikliralo – nego zajedno sa slijepljenim česticama SiO2 ide u peć gdje se čestice staljuju (sinteriraju) na temperaturi od 1.300 oC. Iako je sinterirano staklo odavna poznato – od njega se rade filtri – ovo novo kremeno staklo nije porozno. Posve je homogeno, pa stoga i prozirno na što upućuje riječ „transparent“ u naslovu rada. Drugim riječima, čestice silicijeva dioksida nisu se samo slijepile nego su se stalile u homogenu masu.

No proizvodnja kremenog stakla pri niskoj temperaturi (1.300 umjesto 2.000 oC) nije jedina prednost novog postupka. Prva, najočitija prednost je ušteda energije, oko 50 %. Druga je prednost u jednostavnijoj i bržoj tehnologiji: staklene bi se boce proizvodile s istom lakoćom (i brzinom) kojom se proizvode boce od plastike. Treća je, možda najvažnija prednost, što se postupkom uštrcavanja u kalupe staklo može svakojako oblikovati, a na njegovoj površini dobivati fine šare koje se inače mogu izraditi samo brušenjem ili jetkanjem. I što još? Dodatkom soli kobalta i zlata smjesi čestica SiO2 i veziva može se dobiti obojeno staklo, a dodatkom soli cerija i europija nastaje luminiscentno staklo, staklo koje svjetluca kada ga se obasja ultraljubičastim zračenjem. Sve su svemu sasvim nova tehnologija proizvodnje jednog vrlo, vrlo, vrlo starog materijala koji se zove staklo.

Izvor: Bug.hr

Foto:Pexels

Autor: Predrag Martinović

Najnovije

Kako bi poboljšao vaše iskustvo na portalu, Jastrebarska Stvarnost pohranjuje privremene kolačiće u korisnička računala. Kolačići su tekstualne datoteke koje ne mogu naštetiti vašem računalu, a ako želite, možete ih obrisati u vašem pregledniku, no onda će vam se obavijest pojaviti prilikom sljedećeg otvaranja portala. Kolačiće možete onemogućiti u postavkama. Naša je dužnost zbog direkcije EU (EU Cookies Policy) zatražiti dozvolu za pohranjivanje kolačića. Pročitajte naše uvjete korištenja i pravila privatnosti za više informacija.

Ova web stranica koristi kolačiće tako da vam možemo pružiti najbolje moguće korisničko iskustvo. Podaci o kolačićima pohranjuju se u vašem pregledniku i obavljaju funkcije poput prepoznavanja kod povratka na našu web stranicu i pomaže našem timu da shvati koji su dijelovi web stranice vama najzanimljiviji i najkorisniji. Ispod je lista izvora koji automatski postavljaju kolačiće na Vaš uređaj. Možete ih pojedinačno uključiti ili isključiti u bilo kojem trenutku. Pročitajte više u našim pravilima privatnosti

Neophodni kolačići trebali bi biti omogućeni uvijek kako bismo mogli spremiti vaše postavke kolačića.

Ova opcija je uvijek automatski uključena i postavlja samo jedan funkcionalni kolačić u Vaš preglednik kako bi sustav znao koje su vaše postavke. Taj kolačić spriječava nepotrebno pojavljivanje ovog prozora.

Ovaj kolačić će dozvoliti učitavanje skripte Google Analytics usluge koja prati Vaše korištenje ove stranice. Također dozvoljava instalaciju Google Analytics kolačića.

Google Analytics prati koje članke čitate, koliko vremena provodite na stranici i ostale parametre Vaše aktivnosti na našoj stranici. Koristimo Google Analytics uslugu kako bismo što bolje mogli analizirati korištenje naše stranice te na taj način pružili najbolju moguću uslugu Vama.

Isključivanjem ovog kolačića onemogućavate učitavanje skripte Google Analytics-a i onemogućavate praćenje Vašeg kretanja na ovoj web stranici.

Ovaj kolačić će dozvoliti učitavanje skripte Google Adsense usluge koja koristi prikupljene podatke o Vašim aktivnostima na internetu kako bi Vam omogućila personalizirane oglase na našim stranicama.

Isključivanjem ovog kolačića, onemogućavate Google skriptu koja instalira kolačić na Vaš preglednik koji služi kako bi Vam donio relevantne, personalizirane oglase na našoj web stranici.

Uključivanjem ovog kolačića dozvoljavate učitavanje skripte našeg partnera "Midas Network d.o.o." koja prikazuje relevantne oglase na našim stranicama.

Onemogućavanjem ovog kolačića spriječavate našem partneru "Midas Network d.o.o." prikazivanje relevantnih, sponzoriranih oglasa.

Ovaj kolačić dozvoljava učitavanje skripte koja omogućuje prikazivanje i korištenje Facebook sustava za komentiranje članaka.

Onemogućavanjem ovog kolačića spriječavate učitavanje i korištenje Facebook komentara na našim stranicama što također spriječava instalaciju Facebook kolačića koji prati Vaše ponašanje na našim stranicama kako bi Vam mogao prikazati relevantnije sadržaje kasnije.

Ova opcija dozvoljava učitavanje skripte koja omogućuje povezivanje sa sustavom "OneSignal" koji koristimo kako bismo Vas mogli obavijestiti o svim novim sadržajima na našoj stranici ako prihvatite slanje notifikacija na Vaš uređaj.

Onemogućavanjem ove opcije spriječavate učitavanje skripte za uslugu "OneSignal" koja u tom slučaju neće raditi. Ako želite obavijesti o novim sadržajima na našim stranicama, omogućite ovu opciju i prihvatite notifikacije kada Vam se pojavi prozor s upitom.

Dozvoljavanjem ove opcije prihvaćate učitavanje fonta na našoj web stranici koji dolaze sa Google-ovih servera. Google svakom takvom konekcijom prikuplja podatke korisnika.

Onemogućavanjem ove opcije spriječavate učitavanje skripte za Google Font-ove što spriječava njihovo prikupljanje podataka korisnika, ali također onemogućava učitavanje zadanog fonta na web stranici što bi moglo narušiti Vaše korištenje stranice.