חומרי גלם רבים מספקים את צרכינו בחיי היום יום, אנו משתמשים בהם בכל יום כמעט בלי לשים לב, ובמצבים מסוימים אף לא יכולים להתקיים בלעדיהם. אחד החומרים המרתקים ביותר הוא הזכוכית. אז מהי אותה זכוכית, אילו סוגים ממנה קיימים, כיצד מיוצרת ואיך אנו משתמשים בה בחיינו, הכל בכתבה הבאה…

הזכוכית בהיסטוריה האנושית

הזכוכית מלווה את האנושות כבר אלפי שנים. הצורך בה נוצר כבר מתקופת האבן בה התחילו בני האדם לייצר כלי נשק לצורכי הישרדות. עם זאת השימוש הגדול בחומר נזכר לראשונה בימי רומא העתיקה, שם הייתה הזכוכית אחד החומרים הנפוצים ביותר ששימשו את האדם לא רק ככלי נשק, אלא גם כאלמנט ליצירת כלים שונים ואלמנטים דקורטיביים.

סיבת היווצרותה של הזכוכית אינו לגמרי ידוע. יש המשערים שעיבוד וייצור של הזכוכית התפתחו בתחילה משריפת תערובת של מינרלים וחול באופן טבעי, אשר הביאו את האדם לפתח את הרעיון, להוסיף חומרים אחדים בטמפרטורות שונות, כפי שנתאר בהמשך, וליצור זכוכית כמו שאנו מכירים היום. ואילו אחרים סבורים שנוצרה במקרה.

היסטוריון רומאי בשם פליני (בשנת 77 לפנה"ס), העיד על כך בסיפורו על הופעת הזכוכית לגמרי בטעות. הוא כתב כי החומר נוצר בעקבות מלחים פיניקים שהשתמשו בחול ואפר סודה על מנת ליצור משטח בו יוכלו להניח את סירי הבישול, וכשהחומרים נחשפו לחום המתגבר הם הפכו ללוח חלק ושטוח באופן שבו היה ניתן להצהיר על צורתה הראשונה של הזכוכית הקשיחה.

סוגי הזכוכית הנפוצים ביותר בימינו

ישנו מגוון רחב של סוגי זכוכית שהתפתח במהלך ההיסטוריה, עם זאת רק סוגים אחדים הם הנפוצים והשימושיים ביותר בעולמנו כיום:

  • זכוכית שקופה – זכוכית שאנו חשופים אליה לרוב על גבי חלונות, רהיטים, דלתות, מראות והמוכרת לנו ביותר משום השימוש הנפוץ בה.
  • זכוכית צבעונית – ניתן לראות לרוב על גבי כלי נוי כמו אגרטלים, כלי מטבח ומנורות. היא מובנת ממגוון צבעים, חצי שקופה או אטומה, זכוכית צבעונית מקבלת את צבעה בשל חומצות הברזל שבה.
  • זכוכית חסומה – זכוכית שמשמשת אותנו לרוב בחלונות של כלי תחבורה מוגנים, ששומרים מפני פגיעה חיצונית, סוג הזכוכית הזאת מתחזקת פי 5 מזכוכית רגילה, בעקבות חימום טמפרטורה של כ 700 מעלות ועם זאת מעבר מהיר של קירור.
  • זכוכית כפולה – ובשמה השני "בידודית" כשמה כן היא, יוצרת בידוד שהוא תרמי ואקוסטי. היא בנויה מזוג זכוכיות שבין שניהם קיים רווח שיוצר את אותה הפרדה בין שני צדי הזכוכית.
  • זכוכית משוריינת – ובשמה השני "טרפילקס", בנויה משכבות של כמה זכוכיות ורדיד שקוף של פולימר המודבק ביניהם הגורמות להגנה משמעותית ועם זאת שקיפות רגילה, דוגמא בולטת לכך ניתן לראות במכוניות מוגנות ירי.

כיום, ניתן לראות את הזכוכית בצורות, בגדלים ובצבעים שונים, במגוון רחב של מוצרים החל מבקבוקי שתייה חריפה ועד חלונות ראווה, זאת בשל המיכשור המתקדם המאפשר להדפיס ולפסל באמצעות התכה סמלים ועיטורים על גבי הזכוכית ובכך הופכים אותה לחלק בלתי נפרד מעולם העיצוב.

תהליך הייצור: מחול שעל שפת הים למראה שעל הקיר

בצורתה הטהורה, זכוכית היא חומר חזק, שקוף, ובעל כושר עמידות גבוהה מפני שחיקה, זאת בזכות תהליך הייצור המודרני והכלים הטכנולוגיים העומדים לרשות האדם.

תהליך הייצור של הזכוכית התפתח כאמור במרוצת השנים, בעבר נהגו לרדד בצורה ידנית את גוש הזכוכית. בהמשך התפתחה השיטה לדחיסת העיסה לרווח צר בין שני גלילי ברזל המרדדים אותה ליריעה דקה.

כיום אופן הכנתו מאופיין במספר פעולות ותנאים (המתחלקים לשני שלבים מרכזיים):

שלב א

הזכוכית מיוצרת ע"י התכה של צורן דו חמצני (חול סידני, שמצוי לרוב באזור חופי הארץ), עם מלחי אשלגן פחמתי לטמפרטורה של כאלף מעלות צלזיוס תוך כדי ערבוב. התנאי שצריך להתקיים כדי שיתקבל בסוף חומר קשה וחלק, מותנה בקירור המהיר של הנוזל שהתקבל מהצורן הדו-חמצני שהותך. רק בתנאי שהקירור יהיה מהיר, המולקולות לא יספיקו להסתדר לכאורה באופן אחיד ותוצאה כזאת תחשוף את התוצר הסופי שאנו מכירים בשם "זכוכית". שיש לציין, שלמרות שהוא במצב צבירה מוצק, הוא שומר על תכונותיו כנוזל.

שלב ב

יוצקים את הזכוכית לצורה הרצויה באמצעות כלי או תבנית מסוימת. אופן העיבוד במאה ה21 שונה מהעבר ופחות מורכב. כלי הזכוכית בכללותן מיוצרים בצורה מכנית. צינורות ברזל שואבים את העיסה לתבניות, בעוד שהקצוות מחוברים לברזים המכוונים את כמות האוויר המוזרם למטרת הניפוח. הצינון עצמו נעשה גם הוא באופן אוטומטי, והמוצרים עוברים בפס ייצור המורכב ממספר תחנות עבודה שלכל אחת מהן תפקיד משלה.

הידעת?

החומר ממנו עשויה הזכוכית אינו מוליך כל סוג של חום או חשמל, אם כן לא ניתן לומר בגנותה של הזכוכית חסרונות רבים חוץ מהעובדה שהיא שבירה ולכן לא נתפסת בצורתה המקורית לטווח הארוך.

השימושים הכי שימושיים בזכוכית

מגוון יישומיה של הזכוכית רבים, מרתקים ומספקים צרכים לא מעטים. חלקם חשובים וכמעט הכרחיים ומשמשים אותנו לצרכי בטיחות והגנה, וחלקם חשובים לא פחות ונוגעים לתחום האדריכלות והעיצוב.

  • בטיחות מעל הכל – זכוכית משוריינת בנויה משני שכבות זכוכית ורדיד שקוף של פולימר המודבק ביניהם, תהליך זה נקרא “חיסום" והופך את הזכוכית לחזקה בהרבה מהזכוכית השקופה. אם שכבה אחת של זכוכית נפגעת, היא מתרסקת לאלפי רסיסים קטנים ולא נשברת לשברים חדים. כלומר, היא גם מגנה עלינו גם מפני פגיעה ישירה וגם מפני פציעה מרסיסי עצמה.
  • יפה ונוצצת – בתחום העיצוב והאמנות נהוג להשתמש זכוכית שקופה או צבעונית, ובעזרתה מציירים רהיטים, מראות ודלתות, כלי נוי, מסגרות ועוד. עיטורים שונים לרוב יהיו בזכוכית צבעונית המוסיפה יופי ויוקרה.
  • לא זכוכית לא קונה – בתחום האדריכלות מייצרים לבנים ואף מעטפת לבניין, מזכוכית כפולה שכן היא יוצרת בידוד תרמי ואקוסטי.

לסיכום

ניתן לזקוף לזכות הזכוכית לא מעט יתרונות. היא משמשת אותנו יותר ממה שהעלינו בדעתנו. אולי הצורך בה התעורר בתקופת האבן בצורה מקרית לחלוטין, אך אותו גילוי חשף פתרונות ושימושים רבים עד ימינו. ואם לא די בכך, נראה שהקדמה המדעית בתחום הכימי והטכנולוגי צופנת בחובה גילויים לשימושים נוספים.