Удивительный факт о стекле, который так и не разгадан современной наукой

Стекло — материал капризный. Казалось бы, технология производства давно отработана: всё рассчитано до градуса, таймеры включаются с точностью до секунды, химический состав известен до молекул. А всё равно — как назло, в самый ответственный момент стекло может выкинуть такой фокус, что мастеру остаётся только развести руками.

Вроде бы всё по плану, а в результате — вместо сверкающей, чистой заготовки на выходе из печи оказывается мутное, покрытое разводами и крапинками нечто. Мастера стекольного дела хорошо знают эту беду и даже дали ей имя — «рак стекла». Иногда говорят «зарухание». Учёные же предпочитают термин «девитрификация», или просто «девит».

Проявляется этот эффект во время медленного охлаждения стекла, когда оно пересекает температурный рубеж в районе 570°C. В этот момент на поверхности может появиться белёсый налёт, сетка микротрещин, неровности и морщины. Если заглянуть внутрь такого стекла под микроскопом, можно увидеть, как вместо аморфной гладкости формируются зачатки кристаллической структуры.

Учёные предполагают, что кристаллизацию могут провоцировать мельчайшие загрязнения: пыль, частицы краски, остатки разделителей, микроскопические волокна минваты. Именно в тех точках, где этот мусор соприкасается с горячим стеклом, возникают очаги напряжения, от которых и начинается рост кристаллов. Дальше всё происходит как цепная реакция — и вот уже всё изделие покрыто помутневшей коркой.

Особенно обидно, когда стеклянное изделие готовилось несколько дней, использовались редкие материалы, а печь работала без перерыва больше 16 часов. Вложено столько сил — и всё зря.

Кто-то винит в происходящем слишком медленное остывание, другие считают, что дело в несоблюдении химической чистоты поверхности. Но настоящая причина этого явления — до сих пор неизвестна.

Наука так и не дала внятного объяснения, почему в аморфной структуре вдруг возникают кристаллы. Или, может быть, стекло никогда и не было полностью аморфным, и «девит» — это просто выход на поверхность тех внутренних кристаллических связей, которые раньше были скрыты?

В истории стекольного дела была одна особенно таинственная история. Во время Первой мировой войны немецкие войска заняли французский город Баккара — центр производства лучшего хрусталя. Французский хрусталь в те годы ценили выше даже богемского. Именно в тот момент на фабрике как раз варилась партия стекломассы, которую готовили к осветлению.

Немцы оставались в городе недолго — около 20 дней. Остановить печь они не решились, но и работать с ней тоже не умели. Мастера вызвать пытались, но не успели — город вскоре отбили обратно. И вот когда французы вернулись к печи, то обнаружили вместо кристально прозрачного хрусталя — несколько тонн мутного, матового стекла. Все попытки вернуть стеклу первоначальную чистоту не увенчались успехом.

А через несколько лет они попытались повторить тот случай — намеренно долго выдерживали стекло при высоких температурах. Недели, месяцы. Но стекло осталось прозрачным. Почему тогда оно изменилось, а потом — нет? Загадка, которую никто не разгадал.

В XIX веке один владелец хрустального производства, измученный «раком стекла», объявил награду за решение этой проблемы. По сегодняшним меркам — около миллиона долларов. Он надеялся, что кто-то найдёт способ раз и навсегда избавить стекло от этой коварной напасти. Но ни один из учёных не смог предложить универсального решения.

Пробовали всё: меняли состав, экспериментировали с добавками — солями металлов, кислотами, окислами. Чаще всего это только усугубляло ситуацию. В результате владелец фабрики умер, так и не раскрыв тайну своего ремесла.

Сегодня мастера научились обходить опасный температурный порог. Как только температура приближается к «проклятым» 570 градусам, стекло стараются как можно быстрее «проскочить». Чтобы не дать кристаллам времени на зарождение, поверхность стекла дополнительно обрабатывают: наносят защитные спреи, глазури, тщательно очищают от мельчайшей пыли.

Тем не менее, и эти меры не дают гарантии. Иногда «девит» всё же случается. Но даже тогда не всё потеряно. Если стекло «заболело», его можно попробовать спасти. Один из способов — покрыть испорченную поверхность глазурью и запечь повторно. Иногда это помогает. В других случаях помогает шлифовка: снять повреждённый слой пескоструем, снова покрыть глазурью и отправить в печь. Правда, даже после этого изделие может треснуть прямо в процессе обжига.

Стекло — материал с характером. Оно способно подарить изящество и красоту, но требует уважения и аккуратности. И, пожалуй, по сей день остаётся одной из самых загадочных субстанций, с которой человечество работает уже тысячи лет — и всё ещё не до конца её понимает.