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Nel corso della storia, l’ingegno umano e l’ascesa della tecnologia hanno permesso ai nostri antenati di conquistare la capacità di creare vetro circa 3 mila anni fa. Anche se la nostra tecnologia moderna ci consente di creare vetro in quantità molto maggiori, la ricetta iniziale e gli ingredienti che sono stati perfezionati nell’antico Egitto, Roma e Persia rimangono quasi gli stessi. Nella sua struttura di base, il vetro è fatto di silice pura che si trova più comunemente nella sabbia. Tuttavia, poiché la silice pura ha una temperatura di fusione molto elevata e non è il materiale più resistente, molte sostanze aggiuntive sono state introdotte nelle ricette per rafforzarla e modificare molte delle sue proprietà, il che ha aiutato il vetro a diventare uno dei materiali più comuni nella società moderna.

Ecco i componenti di base del vetro moderno:

• La silice pura (SiO2, quarzo fuso) rappresenta il 70-74% del peso del vetro moderno. Nei tempi antichi, i vetrai preparavano ricette con oltre il 90% di silice pura, ma poiché questa sostanza ha un punto di fusione di circa 2000 gradi centigradi (3.600 ° F), il chimico ha trovato un modo per abbassare quella temperatura introducendo vari additivi nella miscela, in particolare il carbonato di sodio. Una delle caratteristiche più interessanti del vetro di silice pura è la sua capacità di bloccare le radiazioni UV, cosa che il moderno vetro di silice al 70-72% non può fare.
• Il carbonato di sodio (Na2CO3) rappresenta un ingrediente importante del vetro moderno che aggiunge caratteristiche sia positive che negative. Abbassa con successo il punto di fusione della silice a 1200 °C più gestibili, ma rende anche il vetro solubile in acqua.
• Per evitare che il vetro sia solubile in acqua e per aumentarne la struttura chimica, vengono aggiunti calce (ossido di calcio, CaO), ossido di magnesio (MgO) e ossido di alluminio (Al2O3). Il vetro arricchito con calce rappresenta oltre il 90% del vetro che viene utilizzato oggi.
• L’aggiunta di ossidodi piombo, bario e ossido di lantanio può aumentare l’indice di rifrazione del vetro, rendendolo più riflettente e adatto a scopi ottici (occhiali e lenti). L’ossido di torio ha svolto un ruolo simile in passato, ma è stato gradualmente eliminato dalla produzione a causa della sua radioattività.
• Solfato di sodio, cloruro di sodioo ossido di antimonio possono essere aggiunti per prevenire la creazione di bolle d’aria nella miscela di vetro.
• Il ferro può rafforzare la capacità del vetro di assorbire l’energia e il calore infrarossi. Il vetro realizzato in questo modo può oggi essere trovato più comunemente nei proiettori cinematografici.
• L’ossido di cerio (IV) è responsabile dell’assorbimento delle radiazioni UV.
• L’ossido di boro è uno degli ingredienti principali del cosiddetto vetro Pyrex. La sua capacità di rafforzare la struttura del vetro e proteggerlo da dilatazioni termiche, fessurazioni e shock termici lo rende perfetto per la produzione di molte pentole da cucina, componenti ottici e bottiglie di reagenti.

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