Im Jahr 1994 begann das Vereinigte Königreich mit der Verwendung von Plasma für Glasschmelztests. Im Jahr 2003 führte der Verband des US-Energieministeriums und der Glasindustrie einen kleinen Pool-Dichtetest zum Schmelzen von E-Glas und Glasfasern mit hochintensivem Plasma durch, wodurch mehr als 40 % Energie eingespart wurden. Japans umfassende Entwicklungsagentur für neue Energiewirtschaftstechnologie organisierte außerdem das japanische Xiangnituo und die Technische Universität Tokio, um gemeinsam einen 1t/D-Test zu etablieren. Die Glascharge wurde im Flug durch Radioinduktionsplasmaerwärmung geschmolzen. Die Schmelzzeit betrug nur 2 bis 3 Stunden und der Gesamtenergieverbrauch des fertigen Glases betrug 5,75 mJ/kg. Im Jahr 2008 führte Xiangnituo einen 100-Tonnen-Natronkalkglas-Schutztest durch, bei dem die Schmelzzeit auf 1/10 des Originals verkürzt wurde, der Energieverbrauch um 50 % reduziert wurde und die Schadstoffemissionen von Co und Nr. um 50 % reduziert wurden. Japans umfassende Technologieentwicklungsagentur für die neue Energieindustrie (NEDO) plant, 1 Tonne Natronkalkglas-Testlösung für die Chargenbildung, das Schmelzen während des Flugs in Kombination mit einem Dekompressionsklärungsprozess zu verwenden, und plant, den Schmelzenergieverbrauch im Jahr 2012 auf 3767 kJ/kg Glas zu senken .
Als Glasrohstoffe wurden in der Geschichte Bleiglanz und Bleimennige zum Schmelzen von Glas verwendet. Das Bleiglas aus Bleiglanz und Bleimennige ist transparent und lässt sich leicht formen und schnitzen, was weitaus besser ist als Natronkalkglas. Früher dachte man, das sei ein Fortschritt. Doch später erkannten die Menschen nach und nach, wie schädlich die Verschmutzung durch Bleiglas ist. Derzeit hat Europa neben optischem Glas und Glas in Bleiqualität eine Reihe von Experimenten mit elektronischen Materialien durchgeführt: Glas, Glas, Glas, Glas, Glas, Glas, Glas, Glas, Glas, Glas, Glas, Glas, Glas, Glas, Glas, Glas, Glas, Glas, Glas Blei wurde aus Spielzeug und einigen Verpackungsmaterialien verboten. Auch Quecksilber, Cadmium und Arsen wurden verboten. Vom 18. bis 19. Jahrhundert waren Glasspiegel zur Reflexion auf der Rückseite des Glases mit Zinn beschichtet, diese waren jedoch hochgiftig. Im Jahr 1835 wurde stattdessen chemisches Silber verwendet. In der Antike wurde Arsenoxid als Trübungsmittel zur Herstellung von Jadeimitationen verwendet. Mit anderen Trübungsmitteln war dieser Effekt nur schwer zu erreichen. Aufgrund seiner Toxizität ist die Verwendung als Trübungsmittel jedoch seit langem verboten. Nicht nur die Glasbehälter, die mit Lebensmitteln und Getränken in Berührung kamen, wurden anstelle von Arsenoxid als Klärmittel verwendet, sondern auch optisches Glas wurde zur Entfernung von Arsen verwendet. Die Entwicklung von nicht optischem Glas hat den Verbrauch nicht erneuerbarer Ressourcen wie Rohstoffe und andere reduziert Energie sowie der CO2-Verbrauch beim Transport. Am Beispiel des Vereinigten Königreichs wird jede Glasflasche um 1/10 reduziert und der Verbrauch von 250.000 Tonnen Glas und 180.000 Tonnen CO2-Ausstoß werden jedes Jahr reduziert. Ausländische Wissenschaftler wiesen auch darauf hin, dass die Qualität der Weinflaschen um 1 g abnahm und auch die in die Atmosphäre abgegebenen Co-Emissionen um 1 g abnahmen. In der Luft- und Raumfahrt sowie im Transportwesen ist die Reduzierung der Glasmasse von größerer Bedeutung. Zusätzlich zur Strahlungsbeständigkeit muss die Masse des optischen Weltraumsystems reduziert werden. Beispielsweise wird TiO2 anstelle von PbO, Bao und CDO verwendet, um optisches Glas mit demselben Brechungsindex herzustellen. Um das Gewicht der Windschutzscheibe eines Autos zu reduzieren, wird zur Herstellung von Sicherheitsglas ein 2 mm dickes Flachglassubstrat verwendet. Dies gilt insbesondere für Flachbildschirme, bei denen die Glasdicke von 2 mm auf weniger als 1,5 mm reduziert wurde; Die Dicke des Touchscreens wurde von 0,5 mm auf 0,1 mm reduziert; Die Dicke des Displays tragbarer elektronischer Geräte wird auf 0,3 mm reduziert. Im Jahr 2011 produzierte Asahi Nitzsch im Floatverfahren 0,1 mm alkalifreies Substrat für Touchscreens, Displays der zweiten Generation, Beleuchtung und medizinische Behandlung. Dünnglas und ultradünnes Glas werden für das Substrat und die Abdeckplatte von Solarzellen in Satelliten, Raumfahrzeugen und Raumfahrzeugen verwendet, um den Energieverbrauch beim Start und Betrieb zu senken. Die Dicke des Substrats und der Deckplatte wird schrittweise von 0,1 mm auf 0,008 mm reduziert.
Durch die Integration und Intellektualisierung haben dieselben Glasprodukte mehrere Funktionen und werden zu einem neuen Typ von umfassendem Material mit Doppel- und Mehrfachfunktionen, wodurch die ursprüngliche Notwendigkeit entsteht, multifunktionales Glas zu verwenden und es in eine Art Funktionsglas umzuwandeln. Das zukünftige intelligente Gebäudeglas verfügt beispielsweise über die Funktionen automatisches Dimmen, Schalldämmung, Wärmeschutz, Luftreinigung, antibakterielle Wirkung und Sterilisation und kann auch Photovoltaik-Integration (Stromerzeugung durch Solarzellen), Solarwärmesammlung, photokatalytische Reaktion von Wasserstoff und Glas kombinieren Vorhangfassade zu einem intelligenten Gebäude mit Energieeinsparung, Umweltschutz und umfassender Ressourcennutzung.
Der Hybrid aus Glas und organischem Material bezieht sich auf die Kombination der beiden im Nanomaßstab, die die Wechselwirkung der Grenzfläche verstärken und die Steifigkeit, Dimensionsstabilität, hohe Erweichungstemperatur und hohe thermische Eigenschaften von Glas voll zur Geltung bringen kann Nutzen Sie die Scherung, die sanfte Verarbeitbarkeit und die Modifizierbarkeit organischer niedermolekularer Polymere, um neue Materialien zu erhalten, die entworfen, zusammengesetzt, gemischt und modifiziert werden können. Neue Funktionen von Hybridmaterialien können durch die Auswahl verschiedener organischer Komponenten erreicht werden, beispielsweise durch die Zugabe leitfähiger Polymere zum Übergangsmetallalkoxidsystem. Die Eigenschaften von Hybridmaterialien können gezielt gestaltet und angepasst werden, beispielsweise durch Zugabe organischer Farbstoffe oder p-konjugierter Polymere in das Glasnetzwerk, um optische Materialien mit linearen bis nichtlinearen Eigenschaften zu erhalten; Beispielsweise beträgt die Glasübergangstemperatur von durch Hybridisierung hergestelltem Phosphatglas mit niedrigem Schmelzpunkt nur 29 °C.
Das traditionelle Glas ist zerbrechlich, was seine Verwendung beeinträchtigt. Die Festigkeit und Verfestigung von Glas ist eine dringende Forschungsaufgabe. In Zukunft müssen wir die strukturellen Ursachen von Mikrorissen eingehend erforschen, Oberflächensimulationstechnologien einsetzen, die Ausbreitung von Rissen verhindern, Risse heilen, die Oberflächeneigenschaften von Glas verändern und das Glas mit Nanostrukturen verstärken .
In der Zukunft muss traditionelles Glas den Inhalt von Wissenschaft und Technologie verbessern, die Ressourcenauslastung verbessern und sich in Richtung einer umweltfreundlichen und multifunktionalen Entwicklung bewegen, von der Größenausweitung der Low-End-Industrie bis hin zur Entwicklung von Produkten mit hoher Wertschöpfung hohe Qualität. Bei Funktionsmaterialien sind einige hervorragende Eigenschaften von Glas nicht zu ersetzen. Das 21. Jahrhundert ist das Jahrhundert der Photonik, und die Photonik-Technologie kann nicht vom Photonik-Glas getrennt werden, das einen großen Einfluss auf die Informationserzeugung, -übertragung, -speicherung, -anzeige, -speicherung, -speicherung, -speicherung usw. hat. Solarenergie ist wichtig erneuerbare Energien und saubere Energie, und Glas ist ein wichtiges Material für die Solarstromerzeugung, wie z. B. ultraweiße Glassubstrate und Abdeckplatten von Solarzellen, transparentes leitfähiges Glas, insbesondere die Integration von Photovoltaikgebäuden. Die Kombination von Solarstromerzeugung mit einer Glasfassade bietet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 11. Juni 2021