Skleněné lahve a okenní tabulky
SiO2 jako krystal
SiO2 jako krystal
SiO2 jako sklo
SiO2 jako sklo
Vltavín z lokality Besednice, sklo vzniklé po dopadu meteoritu

Sklo je homogenní, amorfní (tj. nekrystalická) pevná látka, která se vyznačuje tvrdostí, křehkostí a průhledností. Hlavní složkou skla je oxid křemičitý (SiO2) a vyrábí se tavením křemičitého sklářského písku s přísadou uhličitanu draselného (potaše) a následným poměrně rychlým ochlazením taveniny, která tak nestačí vytvořit krystalovou mřížku. Pro snížení teploty tavení, zlepšení nebo úpravu vlastností skla se přidávají různé další látky, nejčastěji uhličitan sodný (soda) a oxid vápenatý (pálené vápno). Tak vzniká nejběžnější sodno-vápenaté sklo, z něhož se vyrábí tabulové sklo a obalové sklo. Kromě toho se vyrábí mnoho dalších druhů s různými vlastnostmi, barvou atd.

Přírodní křemičité sklo se dělí podle původu na sopečné sklo (např. obsidián) a meteorické tektity (např. vltavín). Sklu se pouze podobá skrytě krystalický pazourek.

V širším vědeckém významu se jako sklo označuje nekrystalická látka schopná skelného přechodu, vratného procesů tavení a vitrifikace při určité teplotě. Může tak označovat řadu amorfních pevných látek, například kovových nebo polymerových.

Etymologie

V. Machek a J. Rejzek předpokládají původ českého slova sklo, jakož i dalších slovanských pojmů (polské szkło, ruské stěkló, srbochorvatské stàklo, staroslověnské stъklo) odvozených z praslovanského základu *stъklo, z gótského stikls nebo staroněmeckého stehhal, popř. západogermánského *stikla-, které znamenaly „pohár s hrotem na zapíchnutí do země“.[1] Anglické glass i německé Glas mohou pocházet z germánského i staroanglického glaes, které podle Tacita a Plinia staršího u Germánů znamenalo jantar. [2] Podle internetového etymologického slovníku angličtiny slovo glass pochází z protogermánského *glasam a protoindoevropského *ghel- (2) – zářit (v češtině jsou příbuzná například slova žlutý a zelený).[3]

Historie

Pohár egyptského faraona Thutmose III. (kolem 1450 př. n. l.)
Česká sklárna v iluminovaném rukopisu Johna Mandeville, kolem roku 1410
Římský pohár (diatretní sklo, 4. stol.)
Rozeta v gotické katedrálé Notre-Dame v Paříži, 13. století
Vitráž z Chartres (detail)
Benátské renesanční číše: čiré, bílé a nitkové sklo, zámek Opočno
Benátská emailem zdobená číše, 19. století

Od doby kamenné se používal přírodní obsidián na výrobu ostrých nástrojů, a protože byl vzácný, bylo toto sklo častým předmětem obchodu. Podle archeologických nálezů lze předpokládat, že první skutečné sklo vyrobili na pobřeží severní Sýrie, Mezopotámie nebo ve starověkém Egyptě. Nejstarší známé skleněné objekty z poloviny třetího tisíciletí před n. l. byly korálky, vyrobené možná jako náhodný vedlejší produkt při zpracování kovové rudy nebo při glazování egyptské keramiky (fajánse). [4] Zpočátku bylo velmi nečisté a užívalo se na výrobu ozdob, šperků, amuletů a malých nádobek na vonné oleje. Obsahovalo oxid křemičitý, vápník a sodu, jednalo se tedy o sodno-vápenaté sklo. Nejstarší datovaný skleněný předmět je patrně keramický pohár Thutmose III. s nanášenou skleněnou výzdobou z doby kolem 1450 př. n. l. jako zvětšovací sklo se dlouho používaly čiré minerály, nejčastěji beryl nebo křišťál.

Velký pokrok ve výrobě udělali Římané, kteří vyráběli sklo různobarevné průhledné, průsvitné i neprůsvitné (mj. millefiori) i čiré sklo. V helénské době dosáhla výroba skleněných číší a jiných nádob vysoké technické úrovně. K vrcholům patří skleněné dvouvrstvé poháry (diatreton) ze 3. a 4. století. Tvoří je vnitřní nádoba a svrchní dekorativní mřížka z barevného skla, s vnitřním pohárem spojená skleněnými můstky. Vznikla patrně odbroušením velké části svrchní vrstvy, způsob výroby však není plně objasněn. Kromě dutého picího skla zdobili ploché sklo plátkovým zlatem metodou eglomisé a zatavováním motivů mezi dvě skleněné čočky (například portréty zemřelých v římských katakombách).

Od 12. století se začala okna chrámů a katedrál zasklívat i figurálními barevnými sklíčky v olověných páskách, tzv. vitrážemi. Nejznámější příklady jsou z francouzských katedrál (Katedrála Notre-Dame v Paříži, katedrála v Chartres, v Soissons aj.) Od 15. století se zasklívala i okna paláců, radnic a bohatých domů, zprvu technikou vitráže, od 16. století i většími tabulkami. Významným střediskem výroby zrcadel, ozdobného a luxusního skla byly Benátky, repektive ostrov Murano. Výroba foukaného skla se rozvinula ve 14. století také v Čechách, od konce 16. století proslul český křišťál. Postupně se rozvíjela výroba skla pro optické účely (čočky, zrcadla, hranoly), velkých zrcadel a tabulí a od 19. století masová tovární výroba tabulového i obalového skla. Ve 20. století se dále rozvíjejí výrobní technologie, vznikají nové druhy skla a nová použití ve vědě a technice (skleněná vata, vakuová technika, obrazovky, optická vlákna atd.) Sklo se stává důležitým stavebním materiálem (velkoplošná okna, obklady budov, drátosklo, luxfery, pěnové sklo). V technice se uplatňují i jiná než křemičitá skla.

Křemičité sklo

Čiré křemičité sklo je průhledný nebo průsvitný, tvrdý, relativně pevný materiál, odolný proti opotřebení, chemicky v podstatě inertní a biologicky neaktivní. Dá se téměř libovolně tvarovat, brousit, barvit a zdobit. Tyto žádané vlastnosti je předurčují k velkému množství použití v mnoha oborech lidské činnosti. Sklo je velmi křehké a rozbíjí se na ostré střepy, což však lze přidáním dalších látek nebo tepelným zpracováním změnit.

Vyrábí se z viskózní skloviny roztavené ve sklářské peci. Materiál se rychle zchladí, takže nemá dost času na zformování regulérní krystalové mřížky, podobně jako když se konzumní cukr roztaví a rychle zchladí vylitím na chladný povrch. Výsledná tuhá látka je amorfní, s konchoidální strukturou, ne krystalická, jako byl cukr před roztavením.

Sklo obsahuje především oxid křemičitý, který je obsažen v křemeni nebo křemičitém písku (též sklářském písku), ze kterého se vyrábí. Křemen má teplotu tání kolem 2000 °C, proto se při výrobě přidávají alkalické látky, jako je soda a potaš, které snižují teplotu tání na asi 1000 °C. Protože alkálie snižují odolnost skla vůči vodě, což je obvykle nežádoucí, přidává se také oxid vápenatý, který tuto odolnost zlepšuje.

Při měření na středověkých vitrážích byla jednotlivá sklíčka často na dolním okraji silnější a odtud vznikla mylná domněnka, že sklo je roztok nebo že se v dlouhém období chová jako kapalina. Rozdíly v tloušťce těchto skel vznikly zřejmě už při výrobě, protože se nalezly i případy, kde je sklíčko nahoře silnější, a starověké skleněné výrobky ani staré optické přístroje žádnou takovou deformaci nevykazují.[5]

Složení křemičitého skla

Nejdůležitější druhy křemičitého skla z hlediska složení jsou:

Sklo podle užití

Chemické sklo (chladič)

Vývoj stavebního skla

Palác Euro na Václavském náměstí

Barvení skla

Foukané antické baňky z barevného skla, Aquileia

Kovy a oxidy kovů se přidávají do skloviny během výroby pro změnu barvy skla. Mangan může být přidán v malých množstvích na odstranění zeleného odstínu od železa, nebo ve vyšších koncentracích na dodání ametystové barvy. Jak mangan, tak selen může být použit v malých koncentracích na odbarvení skla nebo ve vyšších koncentracích na dodání červené barvy. Malé koncentrace kobaltu (0,025–0,1 %) dávají modré sklo. Oxid cínu s oxidy antimonu a arzénu produkuje neprůhledné bílé sklo, poprvé použité v Benátkách k výrobě imitace porcelánu.

Použití dvou až tří procent oxidů mědi produkuje tyrkysovou barvu. Čistá kovová měď dává velmi tmavé červené, neprůhledné sklo, které se někdy užívá jako náhrada za zlaté rubínové sklo. Nikl, podle koncentrace, produkuje modré, fialové nebo i černé sklo. Přidáním titanu vzniká žluto-hnědé sklo. Zlato ve velmi malých koncentracích (kolem 0,001 %) tvoří silně rubínově zbarvené sklo, kdežto nižší koncentrace produkují méně intenzivní červenou, často marketingově označovanou jako „brusinka“. Uran (0,1–2 %) může být přidán na dodání fluorescentní žluté nebo zelené barvy. Uranové sklo typicky není tak radioaktivní, aby bylo nebezpečné, jeho prášek, např. při leštění, pokud je inhalován (vdechnut), může být karcinogenní. Stříbrné sloučeniny (zejména dusičnan stříbrný) mohou produkovat rozsah barev od oranžově červené po žlutou. Metoda zahřátí a zchlazení může významně ovlivnit barvy produkované těmito sloučeninami.

Výroba

Podrobnější informace naleznete v článku Výroba skla.

Roztavená sklovina se tvaruje:

Odkazy

Reference

  1. ↑ REJZEK, Jiří. Český etymologický slovník. Voznice: LEDA, 2001, 2012. 752 s. ISBN 978-80-7335-296-7. Heslo sklo, s. 575. 
  2. ↑ W. Pfeifer, Etymologisches Wörterbuch des Deutschen. Berlín 1992, str. 453.
  3. ↑ Online Etymology Dictionary [online]. Douglas Harper [cit. 2015-01-07]. Dostupné online. (angličtina) 
  4. ↑ KINDERSLEY, Dorling. 1001 otázka a odpověď. 1. vyd. Bratislava: TIMY spol. s.r.o., 1996ne. ISBN 80-88799-24-4. S. 32 a 60. 
  5. ↑ E. D. Zanotto: „Do cathedral glasses flow?“ American Journal of Physics, 1998

Literatura

Související články


Externí odkazy

Kategorie