Из него делают окна, экраны гаджетов, бокалы и бутылки. Да массу всего, в том числе нового. Георгий Шахгильдян, ведущий инженер Международного центра лазерных технологий РХТУ им. Д. И. Менделеева, рассказал об этом на научном лектории в Институте живых систем БФУ им. И. Канта.
Изнанка магии
Стекло научились изготавливать и обрабатывать 5 тысяч лет назад. Но некоторые его особенности не перестают удивлять и современного человека. Во время варки стекла (а его именно так и делают — как суп) к разным кристаллическим материалам – соде, песку, дополнительным оксидам – можно добавлять и другие вещества, которые меняют его структуру, а заодно и придают уникальные свойства.
Один из самых известных примеров стекла с такими «добавками» – кубок Ликурга, стеклянный сосуд IV в. н. э. Его цвет меняется в зависимости от освещения: посветили на него фонариком – он зеленый, а на просвет — красный. Раньше это принимали за магию, но со временем разобрались: при изготовлении мастера добавили в расплавленные песок наночастицы серебра и золота — именно они и придают стеклу такое оптическое свойство.
Радиация в шарике
В медицине уже используют стеклянные микрошарики с радиоактивным иттрием, которые лечат рак. Технология такая. Врач вводит порцию микрошариков в пораженный орган, и те с помощью радиации за несколько дней разрушают раковые клетки – получается что-то вроде лучевой терапии, но облучается только опухоль, а здоровые ткани не затрагиваются. Одновременно микроисточники радиации закупоривают сосуды и лишают раковые клетки питания, тем самым останавливая процесс. Шарики, к слову, остаются в органе, но никуда оттуда не выходят и на жизнь человека в дальнейшем не влияют.
– Технологию придумали в Канаде, используют там, в Америке и некоторых странах Европы при раке печени. Микросферы можно даже заказать в Россию, что некоторые и делают, но операции получаются дорогими. Мы в университете такие шарики делать тоже научились, доработали (смогли уменьшить количество, необходимое для лечения) и сможем снизить стоимость процедуры процентов на 40, – говорит Георгий.
Кость, расти!
А есть стекла, которые помогают растить кости — например, при сложном переломе. Изменяя структуру обычного стекла, ученые получают ситаллы, или стеклокерамику (их второе название). Эти особо прочный материал, который применяют в авиации, для ядерных технологий. А теперь и в медицине.
На 3D-принтере из специальных биоактивных стекол печатают пластину, внедряют в поврежденную часть кости, и на нее нарастают клетки. Получается новая кость, пластина организм не отторгает, а отработав свое, она растворяется и высвобождает кальций и другие вещества, стимулирующие рост костей.
Соцсети на века
Далеко не все в курсе, но без стекла у нас не было бы интернета: старые медные провода не справились бы с огромным трафиком — их заменило оптоволокно, которое как раз и делают из стекла. Но это уже данность. А если поразмышлять о будущем?
С каждым днем информации становится все больше: одна Ким Кардашьян (американская модель и актриса, у которой больше 94 млн подписчиков в инстаграме) столько всего производит за день... И ведь надо сохранить для потомков! Если серьезно, то, конечно, не она одна старается: по прогнозам, к 2020 году человечество накопит 35 зеттабайт данных — даже не объяснить, как много, но поверьте, что очень.
Так вот как все это добро хранить? Бумага уже давно не рассматривается как вариант, всякие диски, флешки и прочие электронные и магнитные носители тоже не вечны. Спасет всех стекло: обычное может храниться тысячи лет (и такие примеры есть), а кварцевое – почти вечно.
– Кварцевое стекло выдерживает высокие температуры (до 1000 градусов), и срок его жизни более 300 млн лет. Так что, если нанести на него информацию, можно не переживать. Конечно, речь не идет о том, чтобы таким носителем постоянно пользоваться — стекло можно разбить. Но для длительного хранения в каком-нибудь защитном боксе оно отлично подходит, – объясняет Георгий. – Наша лаборатория уже сделала монету из кварцевого стекла, на которую с помощью лазерного излучения записали информацию. Думаем, такой продукт будет интересен в первую очередь для государственных архивов, библиотечных фондов, предприятий военно-промыш-ленного комплекса и медучреждений.
Над вариантами хранения информации ломают голову не только наши ученые. Компания Hitachi разрабатывает технологию создания стекла с сотней слоев данных — в итоге на один такой диск можно будет записать несколько сот терабайт информации. Так что до потомков все должно будет дойти.
- Популярные мифы
На самом деле не кристаллы, а стекло с высоким содержанием свинца – именно из-за него оно так красиво блестит.
Окна в старых зданиях «текут»
Действительно, во многих старинных церквях и других строениях замечают, что стекла окон внизу толще, чем вверху. Говорят, что они начинают «течь» от времени, стекло превращается в «жидкость». Но это не так: просто раньше стеклодув выдувал цилиндр, его разрезали и раскатывали вручную – из-за этого толщина стекла получалась неравномерной.
Попасть на лекторий Института живых систем можно бесплатно. Расписание лекций и подробности –
в группах института в соцсетях.
Ближайшее мероприятие – «Неделя науки», 13–17 марта.
Георгий Шахгильдян из РХТУ им. Д. И. Менделеева знает о стекле все и охотно делится знаниями с желающими
Знаменитый кубок Ликурга, который меняет цвет. Все дело, конечно, не в магии, а в наночастицах серебра и золота
поделиться
