Fantastische Brillen und wo sie zu finden sind
Dies ist der vierte Artikel in unserer Erforschung der materiellen Welt von A Song of Ice and Fire, uns bekannter als Game of Thrones. Die ersten drei Artikel dieser Serie können Sie hier lesen.
In diesem Winter ging es nicht um Schnee oder Eis. Es ging um das schwarze Material, das in Wagenladungen von einer Insel in der Meerenge kam.
Drachenglas nannten es die einfachen Leute. Es war schwarz und spitz. Es war die bevorzugte Waffe der Wildlinge.
Trotz seiner Farbe glänzte es in der Sonne wie Metall. Es hatte Kanten und Falten wie Felsen, aber es zerbrach am Boden wie Eis.
Dieser Freund des Königs des Nordens – der Dicke, Sam nannten sie ihn – hatte offenbar einen weißen Wanderer mit Drachenglas getötet. Inzwischen wusste jedes Kind nördlich der Zwillinge, dass es neben Valyrian Steel das Einzige war, was einen Weißen Wanderer töten konnte.
Dragonglass-Credit:HBO
Mit dem Tod vor der Tür war Drachenglas die einzige Hoffnung für die lange Nacht.
Die Männer sprachen voller Verwunderung von den tiefen Minen, aus denen es kam. Kleines und großes Glas glitzerten in der Dunkelheit und schmiegten sich wie Juwelen in die Spalten uralter Felsen.
In den Legenden des einfachen Volkes ist Drachenglas das, was man bekommt, wenn Felsen durch Drachenfeuer geschmolzen werden. Das altvalyrische Wort für Drachenglas ist schließlich ‘zīrtys perzys’ , was wörtlich übersetzt „gefrorenes Feuer“ bedeutet. Ist es dann ein Wunder, dass es die Toten noch einmal töten kann?
Die Maester wussten es jedoch besser. Es war nicht die Hitze des Drachenfeuers, die den Felsen zum Schmelzen brachte, sondern die flüssige Wut der Vulkane, die aus uralten Wunden bluteten. Sie nannten es bei seinem richtigen Namen:Obsidian.
Die Drachenglasaxt des Hundes. Bildnachweis:HBO
Gefrorenes Feuer
Wir haben vielleicht kein Drachenglas, aber Obsidian ist ein weit verbreitetes vulkanisches Glas, das in vielen Teilen der Welt vorkommt. In Naturalis Historia , geschrieben im Jahr 77 n. Chr., Plinius der Ältere schreibt, dass „...unter den verschiedenen Glasformen wir Obsidianglas zählen können, eine Substanz, die dem von gefundenen Stein sehr ähnlich ist Obsidius i n Äthiopien ’.
Es ist nicht bekannt, wann dieser „Obsidius“ seine Entdeckung machte, aber Gläser im Allgemeinen waren zur Zeit von Plinius bereits seit Hunderttausenden von Jahren bekannt. Tatsächlich wurden Obsidianobjekte in archäologischen Stätten aus dem Jahr 700.000 v. Chr. entdeckt, was Glas zu einem der frühesten technischen Materialien macht, die der Mensch kennt.
Gleichzeitig wurde Glas erst in jüngerer Zeit zu einem Haushaltsmaterial. Im Mittelalter musste man in eine Kirche gehen, um die Pracht der Glasmalerei zu sehen.
Heute haben wir jedoch eine Explosion verschiedener Glasarten um uns herum. Wir trinken aus Natron-Kalk-Glas. Wir tragen Brillengläser aus Pyrex- oder Flintglas. Wir verkleiden unsere Gebäude mit Floatglas, Kronglas und Verbundglas. Wir erhitzen chemische Reagenzien in Borosilikatglas. Autogläser sind gehärtet. Chemisch gehärtetes Glas wie Gorilla-Glas wurde speziell für Smartphones entwickelt.
Es gibt Brillen, die es in allen Farben gibt und die im elektromagnetischen Spektrum selektiv transparent sind. Es gibt UV-Glas und Infrarot-Glas. Es gibt sogar elektrochromes Glas, das auf Knopfdruck die Farbe wechseln kann.
Natron-Kalk-Silikatgläser
Technisch gesehen ist Glas kein Material, sondern ein Aggregatzustand. So wie alle Materialien fest, flüssig oder gasförmig sein können, können viele Materialien ein Glas sein.
Die meisten unserer Gläser gehen von Sand aus, der bei hoher Temperatur zu einer Flüssigkeit geschmolzen wird. Dieser geschmolzene Sand wird schnell abgekühlt – so schnell, dass die Moleküle im Material nicht die Zeit haben, in die starre Konfiguration eines Festkörpers zu fallen. Das Ergebnis ist eine atomare Anordnung, die zwischen der eines Feststoffs und einer Flüssigkeit liegt, wie im Bild unten zu sehen ist.
[a] Die Atomanordnung in Glas. [b] Atomanordnung in festem Quarz. Von Tom Husband, Die süße Wissenschaft der Süßwarenherstellung
Quarz (rechts zu sehen) besteht aus einem ordentlich angeordneten hexagonalen Gitter, während glasartiges Siliziumdioxid (links) unordentlich und chaotisch ist. Nahezu alle elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften von Glas stammen von dieser Struktur.
Die Herausforderung besteht jedoch darin, dass Sand erst bei etwa 1700 °C schmilzt, was die Verarbeitung teuer und schwierig macht. Die Zugabe von Soda (Natriumcarbonat) senkt den Schmelzpunkt auf 1300 °C, wodurch ein „Sodaglas“ entsteht.
Dieses Glas ist jedoch wasserlöslich, was es für eine Vielzahl von Anwendungen unbrauchbar macht. Denken Sie an Fenster, die sich im Regen auflösen!
Die Zugabe von Kalk löst dieses Problem, indem eine chemisch stabile Mischung entsteht. Diese Glasart mit etwa 70 % Sand, 18 % Soda und 12 % Kalk (Kalziumoxid) wird daher als Natron-Kalk-Silikatglas bezeichnet. Es ist heute die weltweit am weitesten verbreitete Glasart und bildet den Großteil unserer Behälter, Fensterscheiben, Flaschen und Gefäße.
Kronglas
Geschmolzenes Glas ist wie Kaugummi, da es mit Hitze, Luft und der richtigen Ausrüstung in jede beliebige Form geblasen werden kann.
Das mundgeblasene „Kronglas“ war sehr beliebt, bevor Maschinen das Glasblasen übernahmen. Einige der legendären Glasmalereien in mittelalterlichen Kathedralen wurden aus Kronglas hergestellt.
Das Einblasen von Luft in einen Tropfen geschmolzenen Glases dehnt ihn zu einer hohlen Kugel oder „Krone“ aus. Die Krone wird erhitzt und schnell geschleudert, so dass sie sich zu einer Platte abflacht, die dann in Rechtecke geschnitten wird. Das Drehen führt zwangsläufig dazu, dass die Kanten dünner sind als die Mitte. Aus diesem Grund wurde festgestellt, dass alte Buntglasfenster unten dicker sind als in der Mitte.
Buntglasfenster, Kathedrale von Chartres, Frankreich
Hochleistungs-Thermogläser
Typische Natron-Kalk-Gläser können plötzlichen Temperaturschwankungen nicht standhalten. Wenn Sie kochendes Wasser in eine Glasflasche gießen, wird diese höchstwahrscheinlich zerbrechen.
Es wurde festgestellt, dass die Zugabe von Boroxid die thermischen Eigenschaften von Glas verbessert, während es seine Transparenz beibehält. Dies ist zum Beispiel wichtig, wenn Sie eine exotherme Reaktion in einem Reagenzglas beobachten müssen. Borosilikatglas ermöglicht eine Beobachtung ohne die Gefahr einer Verschüttung von Chemikalien.
Heute hat die Einführung der Glaskeramik zu Gläsern geführt, die hervorragende Wärmeleitungs- und Temperaturwechselbeständigkeitseigenschaften aufweisen. Beispielsweise hält die NEXTREMA Glaskeramik der Schott AG Temperaturen von bis zu 950 °C stand, bei einer thermischen Gesamtausdehnung von weniger als 1 %.
Das folgende Video demonstriert die hohe Temperaturwechselbeständigkeit von drei Glaskeramiken der NEXTREMA-Linie:transparent, opak und transluzent. Eine Platte dieser NEXTREMA-Gläser wird in einem Ofen auf 350 °C erhitzt. Sie werden dann aus dem Ofen genommen und in kaltes Wasser getaucht. Ein traditionelles Glas zerbricht, wenn es solch extremen Temperaturschwankungen ausgesetzt wird. Die NEXTREMA-Glaskeramik kommt jedoch unversehrt und ohne sichtbare Spuren ihrer gewalttätigen Vergangenheit davon.
Glaskeramiken haben winzige keramische Einschlüsse, die in eine amorphe Glasmatrix eingebettet sind. Die keramischen Einschlüsse unterdrücken die Wärmeausdehnung und sorgen für eine hohe Wärmeleitfähigkeit, die zusammen dafür sorgen, dass diese Materialien großen Temperaturschwankungen standhalten. Das Gesamtvolumen dieser Einschlüsse beträgt normalerweise weniger als ein Millionstel des Gesamtvolumens, wodurch sichergestellt wird, dass das Glas optisch transparent bleibt.
Um mehr über Glaskeramik zu erfahren, lesen Sie unseren speziellen Artikel Glaskeramik:Eigenschaften, Verarbeitung und Anwendungen .
Bran der Erbauer zu Bran der Zerbrochene
Wie die Kinder des Waldes haben wir also einen weiten Weg vom Drachenglas zurückgelegt. Wie die Menschen in Westeros und Essos bauen wir Städte mit unseren Materialien und bemalen sie mit unseren Freuden, Sorgen und Sehnsüchten.
Mit den Millionen von Metallen, Keramiken, Gläsern, Polymeren und Verbundwerkstoffen, die uns heute zu Füßen liegen, sind wir nicht die Hinterwäldler der sieben Königreiche. Wir sind die Erben von Valyria:ein glorreiches Land voller Magie und Wunder.
Wie die Geschichte, die mit Bran dem Erbauer begann endete mit Bran der Zerbrochene schreiben wir für uns selbst ein noch größeres Epos. Die jahrhundertealte, ständig wachsende Geschichte unserer Materialien.
Ich arbeite im hochmodernen Bereich der Anwendung von maschinellem Lernen und künstlicher
Intelligenz auf eines der frühesten Unterfangen der menschlichen Zivilisation – das Verstehen, Nutzen und Entwickeln neuer Materialien.
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