Как стекло лечит рак? Можно ли встретить вулканическое стекло в Поволжье? Из чего делали первые окна? Об истории и современности стекла узнали посетители тематического мероприятия «ИЦАЭ OPEN: стекло», которое прошло 21 ноября в Информационном центре по атомной энергии (ИЦАЭ) Саратова.

Насколько необычно стекло по своей структуре? Как давно люди используют стекло и как оно производится на современных заводах? Ответы на эти вопросы дала Наиля Саетова, кандидат химических наук, старший научный сотрудник Института химии и экологии Вятского государственного университета.

В рамках лекции «Как стекло захватило мир?» химик рассказала об уникальном строении стекла, которое учёные до сих пор не могут окончательно установить.

«Стекло состоит из кварцевого песка. Это, в основном, диоксид кремния, который находится в упорядоченной кристаллической структуре», – начала объяснять Наиля, показывая пластиковую модель структуры. Когда стекло начинают варить, атомы кислорода и кремния начинают перестраиваться в другие структуры. «Потому что расплав является жидкостью, а она имеет немного другу структуру. За счёт резкого охлаждения расплава все эти атомы, составляющие стекло, не успевают встать на свои места, хотя и очень хотят»,- пояснила эксперт.

Так на пути от жидкой структуры к твёрдой создаётся строение знакомого всем стекла. Такое тело называется аморфным. «Считается, что любое стекло пытается стать кристаллическим телом хотя бы в перспективе. По сути своей, если говорить совсем упрощённо, стекло – искажённое кристаллическое тело», – объяснила Наиля Саетова.

В лекции химик сделала акцент на истории производства стекла. Впервые стекло начали делать и использовать примерно 5,5 тысяч лет назад. Из него делали бусины и украшения. Три с половиной тысячи лет назад в Древнем Египте начали делать сосуды из стекла.

Листовое, наиболее популярное сегодня стекло, делали по разным технологиям. Сначала расплав просто выливали на ровную поверхность и остужали, затем начали делать с помощью выдувания. На стеклодувной трубке при вращении, благодаря центробежной силе, расплав распрямлялся и получалось более прозрачное и ровное стекло. Листы стекла также делали из больших стеклянных цилиндров, созданных стеклодувами. Такие цилиндры надрезали и нагревали, чтобы они сами распрямились и застыли в ровные листы стекла.

Сегодня листовое стекло делают флоат-процессом. Жидкую стекломассу выливают в ванну с расплавленным оловом, где она равномерно растекается, а затем вытягивают и охлаждают.

Ученица 9 класса Елизавета Каменьщикова поделилась своими впечатлениями от лекции: «Мы пришли на лекцию с ребятами, которые будут в этом году сдавать ОГЭ по химии. Мы решили, что информация с лекции нам очень пригодится и мы сможем узнать что-то новое для себя. Узнали очень многое, стало понятнее, что из себя представляет стекло. Особенно удивило меня то, как с помощью выдувания делали плоское стекло».

После лекции в ИЦАЭ Саратова прошёл мастер-класс «Гербарий из стекла». На нём активисты центра сделали композиции из сухоцветов, поместили их между стеклянных пластинок и запаяли края. Провела мастер-класс Анна Сидорчук, мастер по работе со стеклом в технике «тиффани» и «фьюзинг» мастерской «Мануфактура».

Ярким завершением дня стало ток-шоу «Разберём на атомы: стекло», на котором геолог, историк и химик рассказали о природном стекле, исторических альтернативах стеклу и современных применениях этого материала.

О природном вулканическом стекле – обсидиане – рассказал Владимир Сельцер, кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры общей геологии и полезных ископаемых геологического факультета Саратовского университета имени Н.Г. Чернышевского. Он показал, насколько разным бывает природный обсидиан, а также рассказал о других видах и формах вулканического стекла: «волосах Пеле», перлите, тектите, тенгезите.

«При извержении вулканов на большую высоту может выбрасываться большое количество вулканического пепла. А что это такое? При увеличении этой вулканической пыли и вулканического песка мы увидим, что это тоже стекло», – рассказал Владимир Борухович о ещё одной интересной форме вулканического стекла.

Также он поведал об обнаружении вулканического стекла в Поволжье: «Вулканическое стекло было обнаружено саратовскими геологами в Палласовском районе Волгоградской области, в   отложениях Апшеронского моря, разлившегося в наших краях два миллиона лет назад».

Об альтернативных материалах в окнах прошлого рассказал Вадим Котельников, кандидат исторических наук, старший преподаватель кафедры социально-гуманитарных наук Вавиловского университета. Он познакомил слушателей с аналогами стекла: слюдой, мусковитом, бычьем пузырём, рыбьей кожей – и объяснил, как их делали полупрозрачными и применяли в повседневной жизни и искусстве.

Вадим рассказал о сложной добыче слюды, а также о появлении первых стеклянных окон: «Изготовление стекла началось в России в период царствования Михаила Фёдоровича. При Алексее Михайловиче и Петре Великом стекольное дело шло в гору, и на рубеже XVII—XVIII веков в Москве существовало несколько заводов, выпускавших оконное стекло, зеркала и стеклянную посуду».

Доступным для широких слоёв населения стекло стало не сразу: «»Золотой век» отечественного художественного стеклоделия пришёлся на XVIII – XIX века. В эти годы в России появилось немало фабрик и заводов по производству стеклянных изделий, но лишь некоторые из них стали известны на мировом рынке», – объяснил эксперт.

Завершила ток-шоу мини-лекцией о необычном использовании стекла в современности химик Наиля Саетова. Она рассказала о применении мелких стеклянных шариков в дорожной разметке, о первом композите с применением стекла – стекловате и о современных композитных лопастях ветроэлектрических установок – в них используются стекло и пластик.

Особый интерес зрителей вызвало применение специальных стеклянных шариков для лечения онкологических заболеваний. Такие шарики содержат радиоактивный изотоп иттрия и воздействуют радиацией на опухоль, не давая ей расти.

Отдельное внимание Наиля уделила остекловыванию радиоактивных отходов: жидкие радиоактивные отходы варят со стекломассой и таким образом надёжно запечатывают.

Впечатлениями от ток-шоу поделилась куратор объединения «Юные геологи» при Дворце творчества детей и молодёжи Наталия Петрова: «Я привожу своих юных геологов на лекцию ИЦАЭ уже не в первый раз. Для всех ребят это новая ступенька в знаниях, поскольку что-то новое по химии, геологии и истории стекла они узнали. Когда мы сами разговариваем о стекле, то обсуждаем его с точки зрения геологии. А тут более объемные знания, которые могут заинтересовать детей как химиков, а могут как искусствоведов. Это очень интересно».

Говоря о своих эмоциях, Наталия добавила: «Для меня сегодня самым интересным было узнать о лечении онкологических заболеваний печени с помощью специальных стеклянных шариков, которые излучают радиацию и подавляют тем самым рост опухоли. Я очень горжусь тем, что такой прорыв происходит в нашей науке».

«ИЦАЭ OPEN» – проект сети ИЦАЭ. Еженедельно Информационные центры становятся открытыми площадками, на которых любители интеллектуального досуга могут пообщаться с учёными, сыграть в интеллектуальные и настольные игры, стать зрителями научно-популярных ток-шоу и участниками мастер-классов. Все мероприятия сети ИЦАЭ бесплатные.