تاريخ تطور عالم الزجاج

وفي عام 1994، بدأت المملكة المتحدة في استخدام البلازما لاختبار ذوبان الزجاج. في عام 2003، أجرت وزارة الطاقة وصناعة الزجاج بالولايات المتحدة اختبارًا صغيرًا لكثافة حوض السباحة لبلازما عالية الكثافة تذوب الزجاج E والألياف الزجاجية، مما يوفر أكثر من 40% من الطاقة. نظمت وكالة التنمية الشاملة لتكنولوجيا صناعة الطاقة الجديدة في اليابان أيضًا شركة xiangnituo اليابانية وجامعة طوكيو للتكنولوجيا لإنشاء اختبار 1t / D بشكل مشترك. تم إذابة الدفعة الزجاجية أثناء الطيران عن طريق تسخين البلازما بالحث الراديوي. وقت الذوبان كان فقط 2 ~ 3 ساعات، وكان استهلاك الطاقة الشامل للزجاج النهائي 5.75mj/kg. في عام 2008، أجرت xiangnituo اختبار حماية زجاج جير الصودا 100 طن، وتم تقصير وقت الذوبان إلى 1/10 من الوقت الأصلي، وتقليل استهلاك الطاقة بنسبة 50%، وتقليل انبعاثات الملوثات بنسبة 50%. تخطط وكالة التطوير الشامل لتكنولوجيا صناعة الطاقة الجديدة في اليابان (NEDO) لاستخدام 1 طن من محلول اختبار زجاج جير الصودا للخلط والذوبان أثناء الطيران مع عملية توضيح تخفيف الضغط، وتخطط لتقليل استهلاك طاقة الصهر إلى 3767 كيلوجول/كجم من الزجاج في عام 2012 .

ومن حيث المواد الخام للزجاج، فقد تم استخدام الجالينا والرصاص الأحمر لصهر الزجاج عبر التاريخ. الزجاج الرصاصي المصنوع من الجالينا والرصاص الأحمر شفاف وسهل التشكيل والنحت، وهو أفضل بكثير من زجاج الجير الصودا. كان يُعتقد ذات مرة أن هذا يعد تقدمًا. ولكن في وقت لاحق، اكتشف الناس تدريجيا ضرر تلوث الزجاج بالرصاص. في الوقت الحاضر، بالإضافة إلى الزجاج البصري والزجاج عالي الجودة، أجرت أوروبا سلسلة من التجارب على المواد الإلكترونية، الزجاج، الزجاج، الزجاج، الزجاج، الزجاج، الزجاج، الزجاج، الزجاج، الزجاج، الزجاج، الزجاج، الزجاج، الزجاج، الزجاج، الزجاج، الزجاج، الزجاج تم حظر الرصاص في الألعاب وبعض مواد التعبئة والتغليف. كما تم حظر الزئبق والكادميوم والزرنيخ. من القرن الثامن عشر إلى القرن التاسع عشر، كانت المرايا الزجاجية تُغطى بالقصدير على الجزء الخلفي من الزجاج للانعكاس، لكنها كانت شديدة السمية. وفي عام 1835، تم استخدام الفضة الكيميائية بدلاً من ذلك. في العصور القديمة، تم استخدام أكسيد الزرنيخ كمواد معتمة لصنع منتجات اليشم المقلدة. كان التأثير صعبًا على المعتمات الأخرى تحقيقه. ومع ذلك، بسبب سميته، فقد تم حظر استخدامه كمواد معتمة منذ فترة طويلة. لم يتم استخدام الأوعية الزجاجية الملامسة للطعام والشراب فقط كمنقي بدلاً من أكسيد الزرنيخ، ولكن حتى الزجاج البصري تم استخدامه أيضًا لإزالة الزرنيخ، وقد أدى تطوير الزجاج غير البصري إلى تقليل استهلاك الموارد غير المتجددة مثل المواد الخام و الطاقة، فضلا عن استهلاك الكربون في وسائل النقل. إذا أخذنا المملكة المتحدة كمثال، يتم تقليل كل زجاجة زجاجية بنسبة 1/10، ويتم تقليل استهلاك 250000 طن من الزجاج و180000 طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون كل عام. وأشار العلماء الأجانب أيضًا إلى أن جودة زجاجات النبيذ انخفضت بمقدار 1 جرام، كما انخفض ثاني أكسيد الكربون المنبعث في الغلاف الجوي بمقدار 1 جرام. في مجال الطيران والطيران والنقل، يعد تقليل كتلة الزجاج أكثر أهمية. بالإضافة إلى مقاومة الإشعاع، يجب تقليل كتلة النظام البصري الفضائي. على سبيل المثال، يتم استخدام TiO2 لاستبدال PbO، Bao، CDO لإعداد الزجاج البصري بنفس معامل الانكسار. من أجل تقليل وزن الزجاج الأمامي للسيارات، يتم استخدام ركيزة زجاجية مسطحة 2 مم لتحضير زجاج الأمان. وينطبق هذا بشكل خاص على شاشات العرض المسطحة، حيث تم تقليل سمك الزجاج من 2 مم إلى أقل من 1.5 مم؛ يتم تقليل سمك شاشة اللمس من 0.5 مم إلى 0.1 مم؛ يتم تقليل سمك شاشة الأجهزة الإلكترونية المحمولة إلى 0.3 مم. في عام 2011، أنتجت Asahi nitzsch ركيزة خالية من القلويات بقطر 0.1 مم بطريقة الطفو لشاشات اللمس وشاشات الجيل الثاني والإضاءة والعلاج الطبي. يتم استخدام الزجاج الرقيق والزجاج الرقيق جدًا للركيزة ولوحة الغطاء للخلايا الشمسية في الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية والمركبات الفضائية لتوفير استهلاك الطاقة أثناء الإطلاق والتشغيل. يتم تقليل سمك الركيزة ولوحة الغطاء تدريجيًا من 0,1 مم إلى 0,008 مم.

التكامل والفكر يجعل نفس النوع من المنتجات الزجاجية لها وظائف متعددة وتصبح نوعًا جديدًا من المواد الشاملة ذات الوظائف المزدوجة والمتعددة، مما يجعل الحاجة الأصلية لاستخدام الزجاج متعدد الوظائف وتحويله إلى نوع من الزجاج الوظيفي. على سبيل المثال، يتمتع زجاج المبنى الذكي المستقبلي بوظائف التعتيم التلقائي، وعزل الصوت، والحماية من الحرارة، وتنقية الهواء، ومضاد للبكتيريا والتعقيم، ويمكنه أيضًا الجمع بين التكامل الكهروضوئي (توليد طاقة الخلايا الشمسية)، وجمع الحرارة الشمسية، وتفاعل التحفيز الضوئي بالهيدروجين والزجاج. الحائط الساتر لتشكيل مبنى ذكي مع توفير الطاقة وحماية البيئة والاستخدام الشامل للموارد.

يشير الهجين من الزجاج والمواد العضوية إلى مزيج من الاثنين في مقياس النانو، والذي يمكن أن يعزز تفاعل الواجهة، ويعطي فرصة كاملة للصلابة، واستقرار الأبعاد، ودرجة حرارة التليين العالية والخصائص الحرارية العالية للزجاج، وكذلك الاستفادة من القص وقابلية المعالجة الناعمة وقابلية التعديل للبوليمر الجزيئي الصغير العضوي، وذلك للحصول على مواد جديدة يمكن تصميمها وتجميعها وخلطها وتعديلها. يمكن الحصول على وظائف جديدة للمواد الهجينة عن طريق اختيار مكونات عضوية مختلفة، مثل إضافة بوليمرات موصلة إلى نظام ألكوكسيد الفلز الانتقالي. يمكن تصميم خصائص المواد الهجينة وتعديلها بشكل هادف، مثل إضافة الأصباغ العضوية أو البوليمرات المترافقة إلى شبكة زجاجية للحصول على مواد بصرية ذات خصائص خطية إلى غير خطية؛ على سبيل المثال، تصل درجة حرارة التزجج للزجاج منخفض الانصهار للفوسفات المحضر عن طريق التهجين إلى 29 درجة مئوية.

الزجاج التقليدي هش مما يؤثر على استخدامه. تعتبر قوة الزجاج وتقويته مهمة بحثية ملحة. في المستقبل، نحتاج إلى استكشاف الأسباب الهيكلية للشقوق الصغيرة بعمق، واستخدام تقنية محاكاة السطح، وكيفية منع انتشار الشقوق، وكيفية علاج الشقوق، وكيفية تغيير خصائص سطح الزجاج، وكيفية تقوية الزجاج باستخدام الهياكل النانوية. .

في المستقبل، يحتاج الزجاج التقليدي إلى تحسين محتوى العلوم والتكنولوجيا، وتحسين معدل استخدام الموارد، والتحرك نحو التنمية الخضراء ومتعددة الوظائف، من توسيع نطاق الصناعة المنخفضة إلى تطوير القيمة المضافة العالية و جودة عالية. أما بالنسبة للمواد الوظيفية، فلا يمكن استبدال بعض الخصائص الممتازة للزجاج. القرن الحادي والعشرون هو قرن الضوئيات، ولا يمكن فصل تكنولوجيا الضوئيات عن زجاج الضوئيات، الذي له تأثير كبير على توليد المعلومات ونقلها وتخزينها وعرضها وتخزينها وتخزينها وتخزينها وما إلى ذلك. الطاقة المتجددة والطاقة النظيفة، والزجاج مادة مهمة لتوليد الطاقة الشمسية، مثل الركيزة الزجاجية شديدة البياض ولوحة غطاء الخلايا الشمسية، والزجاج الشفاف الموصل، وخاصة تكامل المباني الكهروضوئية. لديها احتمال تطبيق واسع للجمع بين توليد الطاقة الشمسية والجدار الساتر الزجاجي.