Kapak dragonglass dari Hound. Kredit:HBO
Kita mungkin tidak memiliki kaca naga, tetapi obsidian adalah kaca vulkanik yang umum ditemukan di banyak bagian dunia. Di Naturalis Historia , ditulis pada tahun 77 M, Pliny the Elder menulis bahwa '...Di antara berbagai bentuk kaca, kita dapat menganggap kaca obsidian, zat yang sangat mirip dengan batu yang ditemukan oleh Obsidius i di Etiopia '.
Tidak diketahui kapan 'Obsidius' ini membuat penemuannya, tetapi kacamata, secara umum, telah dikenal selama ratusan ribu tahun pada zaman Pliny. Faktanya, objek obsidian telah ditemukan di situs arkeologi yang berasal dari tahun 700.000 SM, menjadikan kaca sebagai salah satu bahan rekayasa paling awal yang dikenal manusia.
Pada saat yang sama, kaca tidak menjadi bahan rumah tangga sampai baru-baru ini. Selama abad pertengahan, Anda perlu pergi ke gereja untuk melihat kemegahan kaca patri.
Hari ini, bagaimanapun, kita memiliki ledakan berbagai jenis kaca di sekitar kita. Kami minum dari gelas soda kapur. Kami memakai lensa yang terbuat dari Pyrex atau kaca flint. Kami mendandani bangunan kami dengan kaca apung, kaca mahkota, dan kaca laminasi. Kami memanaskan reagen kimia dalam gelas borosilikat. Kacamata otomotif ditempa. Kaca yang diperkuat secara kimiawi, seperti kaca Gorilla, telah dikembangkan khusus untuk ponsel cerdas.
Ada kacamata yang datang dalam semua warna dan selektif transparan dalam spektrum elektromagnetik. Ada kaca UV dan kaca inframerah. Bahkan ada kaca elektrokromik yang dapat diubah warna hanya dengan menekan sebuah tombol.
Secara teknis, kaca bukanlah materi tetapi keadaan materi. Sama seperti semua bahan bisa padat, cair atau gas, banyak bahan bisa menjadi gelas.
Sebagian besar gelas kami mulai dari pasir yang meleleh menjadi cairan pada suhu tinggi. Pasir cair ini dibuat untuk mendingin dengan cepat – begitu cepat sehingga molekul dalam material tidak punya waktu untuk jatuh ke dalam konfigurasi kaku padatan. Hasilnya adalah susunan atom antara padat dan cair, seperti terlihat pada gambar di bawah.
[a] Susunan atom dalam gelas [b] Susunan atom dalam kuarsa padat. Dari Tom Suami, Ilmu manis membuat permen
Kuarsa (terlihat di sebelah kanan), terdiri dari kisi heksagonal yang tersusun rapi sementara silika kaca (di sebelah kiri) berantakan dan kacau. Hampir semua sifat listrik, termal, dan mekanik kaca berasal dari struktur ini.
Tantangannya, bagaimanapun, adalah pasir hanya meleleh pada sekitar 1700 °C, yang membuatnya mahal dan sulit untuk dikerjakan. Menambahkan soda (natrium karbonat) menurunkan titik leleh hingga 1300 °C menciptakan 'soda glass'.
Namun, gelas ini larut dalam air, yang membuatnya tidak berguna untuk banyak aplikasi. Pikirkan jendela yang larut dalam hujan!
Penambahan kapur memecahkan masalah ini dengan menciptakan campuran yang stabil secara kimia. Jenis kaca dengan sekitar 70% pasir, 18% soda dan 12% kapur (kalsium oksida), oleh karena itu, disebut gelas soda-kapur-silika. Saat ini, ini adalah jenis kaca paling umum di dunia yang membentuk sebagian besar wadah, kaca jendela, botol, dan stoples kami.
Kaca Mahkota
Gelas cair seperti permen karet, yang dapat ditiup ke dalam bentuk apa pun dengan panas, udara, dan peralatan yang tepat.
'Mahkota kaca' yang ditiup dengan tangan sangat populer sebelum mesin mengambil alih pekerjaan meniup kaca. Beberapa kaca patri legendaris di katedral abad pertengahan terbuat dari kaca mahkota.
Meniup udara ke dalam gumpalan kaca cair memperluasnya menjadi bola dunia berongga atau 'mahkota'. Mahkota dipanaskan dan diputar dengan cepat sehingga rata menjadi lembaran yang kemudian dipotong menjadi persegi panjang. Pemintalan pasti menghasilkan tepi yang lebih tipis daripada bagian tengah. Inilah sebabnya mengapa jendela kaca patri tua ternyata lebih tebal di bagian bawah daripada di tengah.
Jendela kaca patri, Katedral Chartres, Prancis
Kacamata termal performa tinggi
Gelas soda-lime yang khas tidak dapat menahan variasi suhu yang tiba-tiba. Jika Anda menuangkan air mendidih ke dalam botol kaca, kemungkinan besar akan pecah.
Menambahkan boron oksida telah terbukti meningkatkan sifat termal kaca sambil mempertahankan transparansinya. Ini sangat penting, misalnya, ketika Anda perlu mengamati reaksi eksotermik dalam tabung reaksi. Kaca borosilikat memungkinkan pengamatan tanpa bahaya tumpahan bahan kimia.
Saat ini, pengenalan kaca-keramik telah menghasilkan kaca yang memiliki konduksi panas yang luar biasa dan sifat tahan goncangan termal. Misalnya, keramik kaca NEXTREMA dari Schott AG dapat menahan suhu hingga 950 °C dengan ekspansi termal keseluruhan kurang dari 1%.
Video di bawah ini menunjukkan ketahanan kejut termal yang tinggi dari tiga keramik kaca garis NEXTREMA:transparan, buram, dan tembus cahaya. Selembar masing-masing gelas NEXTREMA ini dipanaskan dalam oven hingga 350 °C. Mereka kemudian diambil dari oven dan direndam ke dalam air dingin. Gelas tradisional pecah ketika terkena variasi panas yang ekstrim. Namun, keramik kaca NEXTREMA keluar tanpa cedera tanpa bekas yang terlihat dari masa lalunya yang kejam.
Kaca-keramik memiliki inklusi keramik kecil yang tertanam dalam matriks kaca amorf. Inklusi keramik menekan ekspansi termal dan memberikan konduktivitas panas tinggi yang bersama-sama memastikan bahwa bahan-bahan ini dapat menahan perubahan suhu yang besar. Volume keseluruhan inklusi ini biasanya kurang dari sepersejuta volume total, memastikan kaca tetap transparan secara optik.
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang keramik kaca, baca artikel khusus kami, Keramik-Kaca:Properti, Pemrosesan, dan Aplikasi .
Dedak pembangun menjadi Dedak yang rusak
Seperti anak-anak hutan, kita telah menempuh perjalanan jauh dari dragonglass. Seperti orang Westeros dan Essos, kami membangun kota dengan material kami dan melukisnya dengan suka, duka, dan kerinduan kami.
Dengan jutaan logam, keramik, gelas, polimer, dan komposit di kaki kita saat ini, kita bukanlah orang yang tertinggal di tujuh kerajaan. Kami adalah pewaris Valyria:tanah mulia yang penuh dengan keajaiban dan keajaiban.
Seperti cerita yang dimulai dengan Bran sang pembangun diakhiri dengan Dedak yang rusak , kami menulis untuk diri kami sendiri sebuah epik yang lebih besar. Kisah materi kami yang berusia berabad-abad dan terus berkembang.
Saya bekerja di area terdepan dalam menerapkan pembelajaran mesin dan kecerdasan
buatan ke salah satu upaya paling awal peradaban manusia – dalam memahami, mengeksploitasi, dan mengembangkan materi baru.
