الزجاج واحد من أكثر المواد المدهشة منذ العصور القديمة، ويلعب دوراً هاماً في الحياة اليومية، حيث يتم استخدامه في الهندسة المعمارية، والاتصالات السلكية واللاسلكية، والفن، والتصميم الصناعي، وتشييد المباني، لذلك فهو واحد من أكثر المواد التي يمكن الاعتماد عليها في العالم. وإلى جانب ذلك، يتم استخدامه في الأدوات الطبية، والأدوية والمواد الغذائية والكيميائية والمياه وغيرها.فما هو السر العلمي وراء هذه المادة؟ ولماذا هي شفافة ومختلفة عن باقي المواد الأخرى؟ ما الذي يجعل الزجاج شفافاً ؟ ما هو الزجاج؟ ومن أين يأتي؟
هو مادة عضوية صلبة عادة ما تكون شفافة، كما أنها هشة، وأيضاً منيعة للعناصر الطبيعية الأخرى. فالمصدر الرئيسي للزجاج هو قشرة الأرض، ويعتبر الأوكسيجين والسيليكون من أهم العناصر الأساسية المشاركة في تكوينه.
تترابط جزيئات الأكسجين والسيليكون مع بعضها البعض لتشكيل ثاني أوكسيد السيليكون، الذي يتحول إلى الكوارتز، ذو الشكل البلوري المنتظم، ويوجد عادة في الرمال، وهو العنصر الرئيسي لمعظم أنواع الزجاج.
وتعمل التشوهات الصغيرة داخل هيكل الكريستال على تشكيل مظهر يعكس الضوء بشكل متناثر، لكن الحرارة تغير كل شيء. وعند تسخين الكوارتز بما فيه الكفاية، فإن الحرارة تهز الجزيئات وتكسر الروابط ويصبح سائل متدفق. وهنا يكمن السر، إذ إن ثاني أكسيد السيليكون السائل لا يصبح مبلور عندما يبرد. وبدلاً من ذلك، فإن النتيجة ظهور مادة صلبة غير مبلورة، وأثناء عملية تبريده يتم السماح للجزيئات بملء جميع الثغرات بكل حرية، وهذا ما ينتج عنه سطح زجاجي مُوحد، مما يسمح للضوء من اختراقه دون التشتت بأي اتجاه آخر، وهذا ما يفسر لماذا الزجاج شفاف والرمل ليس شفاف مع أن الإثنين يتكونان من نفس العناصر.
(وكالات)