Glas

Materialet glas användes redan för tusentals år sedan, till vapen och prydnadsföremål. Med tiden har användningsområdena blivit allt fler, men metoderna för att tillverka glas har i stort sett varit oförändrade. Den huvudsakliga beståndsdelen i glas är en typ av sand som består av ren kiseldioxid – kvarts. När den hettas upp till nästan 2000 grader omvandlas sanden till glas. Sanden blandas ofta med andra ämnen som förändrar glasets egenskaper, till exempel natriumkarbonat – soda – som sänker smältpunkten.

Men glas som enbart består av kvarts och soda är inte särskilt hållbart, och det kan lösas upp av vatten. Det är inte helt optimalt att fönstren börjar lösas upp så fort det regnar! Därför blandar glastillverkare ofta in kalciumkarbonat – kalksten – i blandningen. Glas som är tillverkat av de tre ingredienserna soda, kalksten och kvarts kallas silikatglas, eller sodaglas. Det är hårt, hållbart och genomskinligt, och är den vanligaste typen av glas.

På grund av sin kemiska sammansättning och hur det framställs räknas glas ibland som ett keramiskt material. Glas har många egenskaper gemensamt med keramer: det är fast och hårt, men sprött. Det är också motståndskraftigt mot korrosion och värme. Men en stor skillnad mellan glas och andra keramer är hur materialens atomer är ordnade. I andra keramer sitter atomerna i ett regelbundet mönster – de har en kristallin struktur.

Atomerna i glas är däremot inte ordnade i något regelbundet mönster; glas har en icke-kristallin – amorf – struktur. Den amorfa strukturen gör att glas stelnar gradvis medan det svalnar. Det innebär att smält glas håller sig trögflytande och formbart längre tid än kristallina material, vilket gör att glas kan bearbetas till många olika former. En metod för att forma glas som utnyttjar den egenskapen är glasblåsning. Då blåser man upp en bubbla av smält glas med hjälp av ett speciellt rör – en glasblåsarpipa.

Det får glaset att tänjas ut – lite som en ballong – som sedan kan formas med verktyg och gjutformar till föremål som flaskor eller glödlampor. Det går att ändra glasets egenskaper genom att justera de ingredienser som används, och deras proportioner. Det gör glas till ett mycket mångsidigt material med mängder av användningsområden. Glas kan göras helt genomskinligt till fönster och skärmar. Och genom att blanda i ämnen som metalloxider, kan glastillverkare få fram glas i olika färger.

Färgat glas kan användas för att göra allt från detaljerade mosaikfönster till mörka flaskor för drycker eller mediciner. Egenskaperna kan också ändras vid själva tillverkningsprocessen. Att till exempel värma glas till en specifik temperatur, och sedan snabbt kyla ner det, ökar hållfastheten och förmågan att stå emot temperaturförändringar. Den metoden kallas härdning. Härdat glas går inte sönder lika lätt som vanligt glas.

Och om det skulle gå sönder, splittras det i små, runda, relativt ofarliga bitar. Det gör härdat glas användbart till bordsskivor och ugnsluckor. Glas är ett av de äldsta materialen som har tillverkats av människan. Den huvudsakliga beståndsdelen i glas är kvartssand, som behöver värmas till mycket höga temperaturer för att smälta. Glas delar många egenskaper med keramiska material, men till skillnad från andra keramer har glas en amorf struktur.

Genom att blanda i andra ämnen, eller genom att modifiera tillverkningsprocessen, kan vissa av glasets egenskaper ändras, som dess hållbarhet, färg eller smältpunkt. Eftersom glas är så anpassningsbart har det väldigt många olika användningsområden.