图1. 玻璃珠（图片来源搜狗图片搜索：玻璃珠）
玻璃
简介
玻璃，本作颇黎。颇黎国名也。其莹如水，其坚如玉，故名水玉。
——明代李时珍《本草纲目》
玻璃，古时称为“颇黎”，是西国宝物的名字，这个宝贝又被称为“水玉”或“白珠”。此宝出山石窟中，过千年，冰化为颇黎珠。光莹精妙形如水精（晶），有黄、碧、紫、白四色差别。福耀玻璃是中国最大的玻璃生产商，《华盛顿邮报》曾在头版刊登了福耀玻璃在美国俄亥俄州投巨资办厂的新闻（https://www.fuyaogroup.com/news.php?k=408）。玻璃的在我们生活中处处存在，让我们的未来更美好[1]。我们提及这个新闻，并非要去议论经济或者玻璃市场，而是从化学文化学的角度出发【化学文化学—智慧树网 (zhihuishu.com)】，去科普一下在我们生活中无处不在的玻璃。
玻璃有怎样神秘的发展历史呢？
玻璃在中国具有悠久的历史[2]。在四千多年前，玻璃就已经出现在人类的生活中。美索不达米亚和古埃及的遗迹里都曾有小玻璃珠的出土。大约在4世纪，古罗马人将玻璃应用在门窗上。公元12世纪，商品玻璃出现并成为工业材料。18世纪，玻璃用于望远镜的制备。1688年，大块玻璃的制备工艺问世。从此，玻璃成了普通的物品。现代，玻璃已成为日常生活、生产和科学技术领域的重要材料。
玻璃的本质是什么？
玻璃是一种非金属无机材料，通常以多种无机矿物为主要原料，加入少量辅助原料制成的[3]。它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物；辅助原料包括澄清剂、助熔剂、着色剂、氧化剂等。玻璃材料广泛应用于建筑、日用、艺术、医疗、化学、电子和仪表等领域。最重要的是，玻璃仪器在化学实验中具有不可或缺的地位。
图2. 化学实验中的玻璃仪器（图片来源搜狗图片搜索：玻璃仪器）
玻璃的颜色从何而来？
几百年来，人们一直认为玻璃是绿色的。这其中又涉及到一些化学知识，原来，玻璃显示绿色是因为原料中少量的铁，二价铁的化合物使得玻璃显绿色。在加入二氧化锰以后，原来的二价铁变成三价铁（黄色），而四价锰被还原成三价锰（紫色）。黄色和紫色可以互补形成白光，玻璃就不显色了。因此，在制备玻璃的过程中加入一些金属氧化物可以制备有色玻璃，正如表1所示：
玻璃有什么样的化学物理性质？
玻璃既不是晶态，也不是非晶态。理论名称叫玻璃态。玻璃态在常温下的特点是短程有序，长程无序。短程有序是指在数个或数十个原子范围内，原子有序排列，呈现晶体特征。长程无序是指增加原子数量后，便成为一种无序的排列状态，其混乱程度类似于液体。50多年来，科学家一直在尝试弄清玻璃性质。东京大学工业科学研究所的Hajime Tanaka等研究人员在国际著名期刊Nature Materials上面发表了相关研究[4]。玻璃在冷却时，原子拥堵在一起，几乎随机排列，妨碍了规则晶格的形成。
玻璃具有各向同性、无固定熔点和亚稳性等性质。玻璃的分子排列是无规则的。在理想状态下，均质玻璃的物理、化学性质在各方向都是相同的。因为玻璃是非晶体，所以无固定熔沸点。玻璃的生产工艺主要包括原料预加工、配合料制备、熔制、成型、热处理等步骤[5]。原料预加工是将石英砂、纯碱、石灰石、长石等块状原料粉碎，进行除铁处理。熔制是玻璃配合料在池窑或坩埚窑内进行高温加热（1550-1600 ℃），使之形成液态玻璃。然后，将液态玻璃加工成各种形状。最后，进行退火、淬火等工艺改变玻璃的结构状态。
当前，对于玻璃有那些新的应用？
目前，玻璃成为材料界中的一股清流。玻璃砖是用玻璃压制成形的块状或空心盒状，体形较大的玻璃制品。此外，还有印刷玻璃、超白玻璃、超白玻璃等新型玻璃制品。随着玻璃的使用，多数玻璃会被遗弃在环境之中。经过环境的腐蚀和雕刻，又以一种全新的面貌出现在我们的视野中。比如晶莹剔透、五颜六色、形态各异的的海玻璃，由大自然和岁月打造的宝贝。海玻璃虽然美丽，但不可否认，那是人类造成的环境污染。因此，要加强玻璃废弃物的回收和利用[6]。玻璃材料凭借其独特的环境优势和性能特点，注定将在碳中和路线实施过程中扮演重要角色，为我国碳中和目标做出巨大贡献[7]。
图3. 玻璃砖（左）和海玻璃（右）（图片来源搜狗图片搜索：海玻璃）
竹木材料古朴厚重；金属材料冷冽尊贵；混凝土和石材沉稳庄重。晶莹通透的玻璃材料具有自身独特的魅力，展现自身的美感。“透明世界”，风景这边独好[8]。
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