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材料科學的迷人之處 玻璃用什么材料做的

生活百科 玻璃

在動畫電影《虎皮萌企鵝》中，企鵝莫里斯要給他的魚兒子重新打造一個玻璃小屋 。只見他捧起沙子倒入容器內，加熱一段時間后就吹出一個玻璃球 。
你會不會以為這真的只是童話故事里的幻想？事實上，制作玻璃的原材料，還確實是沙子，或者說，是沙子中的主要成分——二氧化硅 。
只不過，沙子的熔點高達1200攝氏度，像電影中莫里斯那樣，靠普通燃料加溫是達不到這么高溫度的 。
歷史上，第一顆原子彈的爆炸現場，在爆炸點附近就發現了玻璃狀的物質 。這就是核彈爆炸時產生的高溫使沙漠中的沙子熔化，凝結成了玻璃狀的物體 。因為第一顆原子彈代號名為“Trinity”，因此在核爆現場產生的這種玻璃又被稱為“Trinitite” 。
在爆炸后的彈坑中散落著很多這樣的玻璃碎塊，多為橄欖綠色 。因此，在一些藝術創作中，人們會用綠色來代表核污染 。比如在動畫片《辛普森一家》里，辛普森從核電廠拿的燃料棒就是綠色的 。
實際上，燃料棒被放在合金管中，一般呈銀白色 。
閃電擊中地面時產生的瞬間高溫也有可能形成玻璃，被稱作閃電熔巖 。產生這種現象的前提是地面土壤中的二氧化硅含量超過50%，氧化鋁大約在20%左右才行，所以閃電熔巖多數都產生于沙漠之中 。
閃電熔巖含有很多氣泡 。久遠時代的閃電熔巖就自然保存了那個時期的空氣 ?？茖W家們可以通過研究這些氣體，了解該地區的氣候歷史 。
靠閃電來制作玻璃，隨機性太大 。不過，古埃及人早在4000年前就開始制作玻璃了，估計這和他們地處沙漠的地利條件有關 。那時玻璃一般用于制作首飾或者酒具等，屬于奢侈品 。
2000年前，古羅馬人掌握了低溫制作玻璃的工藝 。隨著制作成本的下降，產量上升，價格也不再高高在上，玻璃制品開始進入人們的日常生活了 。
玻璃窗就是從那個時候開始興起的 。在那之前，人們都是用窗簾來遮擋風雨 。不過，因為那時還不能制作大塊的平面玻璃，需要把窗戶分割成很多小塊 。為了美觀，人們會用不同顏色的玻璃來搭配，甚至組成圖案 。后來，表現宗教故事的彩繪玻璃窗逐步發展為哥特式建筑的主要特色 。
我們中國在約2000年前，也有過人工制作玻璃的記載 。但后來這種技藝失傳了 。直到1000多年前的宋元年間才又開始制造玻璃，只是成品的質量一直不如人意，一盛熱酒就會碎 。相比之下，我們在陶瓷方面的工藝日趨精湛 。用陶瓷制作餐具、酒具實用又美觀 。在很多方面，陶瓷都能夠完美地取代玻璃 。估計就是這個原因，玻璃工藝在我國遲遲沒有得到發展 。
英國科普作家馬克·米奧多尼克在《迷人的材料》一書中指出，或許正是因為中國的玻璃技術落后于西方，沒能同步發明望遠鏡和顯微鏡，才使得17世紀時西方的科學發展獨領風騷 。
比爾·蓋茨曾經在博客中專門推薦這本《迷人的材料》 。他稱贊作者米奧多尼克“詼諧、聰明”，所寫的文章讀起來浪漫又輕松，充分展現了其專業資質和水平 。
【材料科學的迷人之處 玻璃用什么材料做的】米奧多尼克是英國皇家工程學會會士，擔任倫敦大學學院材料科學教授，曾入選《泰晤士報》"英國百大影響力科學家" 。他熱衷于科普材料科學，擔任過多部科普紀錄片的主持人 。
他所撰寫的這本《迷人的材料》榮獲2014年英國皇家學會科學圖書獎，并被《紐約時報》評為“2014年值得閱讀的一百本書”之一 。
除了玻璃之外，他在書中還介紹了鋼、混凝土、紙、塑料、瓷器及巧克力等9種材料 。他會提到這些材料的起源，也會談到他們的現狀和發展，對于人類發展做出的貢獻等等 。

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