Chất liệu để chế tạo thủy tinh là gì?

Từ khóa tìm kiếm: Hãy Trả Lời Em Tại Sao? – Tập 5 – Arkady Leokum

Chắc bạn tưởng rằng thủy tinh được chế tạo bằng một tổng hợp hóa chất đặc biệt, cần một phương pháp cũng đặc biệt, nghĩa là một thứ “phép lạ của các nhà hóa học!”. Thật ra thì chẳng có gì ghê gớm, kỳ bí lắm đâu. Chất liệu cũng như phương pháp có phần đơn giản hơn khi chế tạo nhiều thứ vật dụng khác. Thủy tinh là chất liệu do “nung chảy” một vài chất liệu, sau đó để nguội cho các nguyên tử của chúng sắp xếp lại theo kiểu “tự do vô tổ chức”. Những chất liệu đó là gì? À, có tới 95% nguyên liệu thô có trên địa cầu này có thể dùng làm nguyên liệu chế tạo thủy tinh. Tuy nhiên nguyên liệu quan trọng nhất thường được dùng là cát silic, soda, đá vôi, borat, acid boric, magnesium oxide và oxide chì.

Thiên nhiên tự nó cũng chế tạo ra được thủy tinh hay nói cách khác có thủy tinh tự nhiên. Khoảng 450 triệu năm trước đây, đá nóng chảy trong lòng trái đất đã “vọt lên, đã trào ra” vỏ trái đất qua núi lửa. Các phún thạch nóng này có chứa silic và mau chóng nguội đi tạo thành thủy tinh cứng như đá. “Thủy tinh” này được gọi là “đá vỏ chai” (obsidian).

Ngay từ thời xa xưa, con người đã chế tạo ra được thủy tinh. Có lẽ từ 5.000 năm trước, người Ai Cập thậm chí đã chế tạo được thủy tinh màu mà họ dùng làm chuỗi hạt, “đá” trang trí và chai lọ. Những chai đựng dầu thơm đã được người Ai Cập dùng cách nay 3.500 năm. Thời kỳ đế quốc La Mã (thế kỷ thứ nhất trước Công nguyên đến hết thế kỷ thứ V sau Công nguyên) là một trong những thời kỳ vĩ đại nhất trong lịch sử thủy tinh. Vào thời đó mà con người đã biết cách “thổi” thủy tinh tạo ra các đồ vật với nhiều hình dạng, kích cỡ khác nhau.

Ngày nay, tất nhiên, có nhiều phương pháp mới khác nữa để chế tạo thủy tinh. Nhưng quá trình – xét về căn bản – thì cũng vẫn vậy. Nguyên liệu thô đựng trong bao, thùng lớn được chở đến lò, đến nhà máy. Tại đây, nguyên liệu thô được cân đong, pha chế thành từng “mẻ” (đợt). Thủy tinh cũ, bể được gọi là “thủy tinh vụn” (cullet) cũng được cho vào trộn chung với nguyên liệu để làm cho nguyên liệu mau chảy. Khi trộn xong, nguyên liệu được đổ vào lò nung. Khi nóng chảy, thủy tinh được cho ra khỏi lò để cho nguội bớt.

Quá trình chế tạo vật dụng thủy tinh như thổi, ép, mài, cắt, khắc chạm… thì tùy từng loại mà làm.