玻璃：古老材料的新革命

輕巧的葡萄酒杯，火箭、提高通訊速度的光纜和不會引起排異反應(yīng)的移植骨頭之間都有一個共同點——它們使用的都是目前處于技術(shù)革新前沿的一種材料：玻璃。

智能玻璃窗

2007年1月，日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所推出了一種可以自行變化透明度，它可以根據(jù)用戶的意愿變得如鏡子一樣的玻璃。這種玻璃的關(guān)鍵之處在于置于內(nèi)壁的兩塊玻璃板。一塊用鈦鎂合金制成，另一塊則以鈀為材料。兩塊玻璃之間的空間則根據(jù)想要達(dá)到的效果填滿各種氣體。例如，如果注入一種無氧氣體，玻璃就會變得透明；相反。玻璃則猶如一面反射鏡。

這一新技術(shù)使擁有光反應(yīng)變色層的玻璃家族得以豐富。它可以運用于制造眼鏡片或用在電子方面。此外，還有電子反光玻璃，這一技術(shù)可以用來制造能智窗戶。只需按動開關(guān)就可以改變玻璃的透光效果，住宅和辦公機構(gòu)都可以安裝這樣的窗戶。

新的“鏡子玻璃”技術(shù)比原來的電子反光玻璃更能達(dá)到節(jié)能效果。研究人員認(rèn)為，如果在住宅和汽車上使用新的“鏡子玻璃”，則可以減少30％的能源消費。

在這些方面最為大膽的革命是氣凝膠玻璃的使用。巴塞羅邪研究所的莫林斯說：“氣凝膠呈透明狀，是目前所知的最好的隔離材料。”他指出，這種材料可以讓居室溫度僅因為一根蠟燭使之變得暖洋洋的。美國航天局甚至也把氣凝膠用于制造航天飛機的窗戶。

“多才多藝”的玻璃

玻璃領(lǐng)域的技術(shù)革新層出不窮。由于技術(shù)的進(jìn)步，在短短30年間，玻璃器皿的重量越來越輕。但質(zhì)地越來越堅硬。這種“多才多藝的”材料的用途比鋼還要廣泛。玻璃纖維可以運用在多種領(lǐng)域。玻璃纖維分為短纖維和長纖維。短玻璃纖維在建筑業(yè)上作為隔熱和隔音層的使用越來越多。長玻璃纖維則用來增強熱塑性塑料，甚至可以作為鋼的替代品來加固堤壩、橋梁或水庫。此外，還可以用來制造軍用盾牌。以確保戰(zhàn)場上戰(zhàn)士們的安全。只要在營地賬篷內(nèi)壁中加入一種玻璃纖維板就可以保護(hù)士兵不受距離6.5米之外爆炸的影響。

從廚房到太空望遠(yuǎn)鏡

玻璃家族變?yōu)椴Ａ沾珊螅氖褂梅秶透鼮閺V泛了。玻璃陶瓷可以應(yīng)付溫度的急劇變化，比普通玻璃更絕緣。因此，玻璃陶瓷不僅可以用于廚房灶具，還可以用于抗化學(xué)腐蝕的工廠和醫(yī)院的地面材料，以及一些與人們?nèi)粘Ｉ畈⒉惶N近的領(lǐng)域，如航空航天。

玻璃陶瓷還可以用于天文觀測中。歐洲南方天文臺的可見及紅外波段巡夭望遠(yuǎn)鏡(VISTA)就是利用玻璃陶瓷材料的優(yōu)勢制作的大視場望遠(yuǎn)鏡。將于2007年底開始運行的VISTA望遠(yuǎn)鏡使用的是zerodur微晶玻璃，由一個直徑4米的鏡片構(gòu)成，重達(dá)5噸，其膨脹系數(shù)為零。也就是說，VISTA望遠(yuǎn)鏡的體積和成像效果不會因為溫度的變化而改變。

此項專家指出：“高成像質(zhì)量使我們可以觀測到大小只有目前天體1％的天體。”

Zerndur微晶玻璃已經(jīng)成為建造天文學(xué)研究設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)材料。“哈勃”望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)準(zhǔn)備好用直徑1.2米的Zerodur微晶玻璃鏡片替換目前的微晶玻璃鏡片。新的鏡片可以觀測到比目前鏡片遠(yuǎn)30倍的天體。此外，目前世界上最大也是最精準(zhǔn)的陀螺方向僅也使用這種微晶玻璃。

醫(yī)學(xué)應(yīng)用

玻璃在醫(yī)學(xué)中應(yīng)用廣泛。例如，生物活性陶瓷玻璃可以用來制作不會產(chǎn)生身體排異反應(yīng)的器官組織、人造脊椎和人造頜骨。

目前普遍使用的兩種生物活性玻璃Bioverit和Bioglass可以用來進(jìn)行中耳耳骨移植。它的優(yōu)勢是在與血液接觸時，會產(chǎn)生羥基磷灰石，這是一種骨骼形成中的磷酸鈣。因此，人體會自動將生物活性玻璃辨別為一種天然物質(zhì)。

還有另一種玻璃材料，它是一種不會產(chǎn)生排異反應(yīng)的物質(zhì)，可以達(dá)到自我堅固的效果，而且與牙齒同色，還可以改變透明度。它一般在補牙時用作填料。不僅可以貼緊牙齒結(jié)構(gòu)，還可以防止齲齒的再次產(chǎn)生。

專家指出，玻璃是目前存在的最先進(jìn)的材料之一。沒有它，信息革命就無從談起。它可以在紅外線傳輸和電腦與電腦存儲中被用作半導(dǎo)體材料。但是，光纖才是真正的革命。如果說傳統(tǒng)的銅電纜可以允許1000萬條信息同時傳輸?shù)脑挘敲垂饫|則可以允許1萬億條信息同時傳輸。

毫無疑問，玻璃在我們的日常生活中有著廣泛用途，而且可以肯定的是隨著科技的發(fā)展，未來它的用途還將繼續(xù)擴大。也許有一天我們可以見識到能根據(jù)人的心情好壞改變顏色的玻璃。