Во всем мире производство стекла генерирует 86 млн тонн углекислого газа в год. Новый прозрачный материал позволит сократить объем этих выбросов вдвое. При этом он в десять раз прочнее традиционного стекла. Материал, названный LionGlass, создан исследователями в Государственном университете Пенсильвании (PennState).
Экономия энергии
Обычное натриево-кальциево-силикатное стекло создается путем плавления трех основных компонентов - кварцевого песка, поташа (карбоната натрия) и известняка (карбоната кальция). Проблема заключается в том, что карбонат натрия и карбонат кальция при плавлении выбрасывают огромное количество углекислого газа.
Еще больше выбросов генерируется при производстве энергии, которая нужна для плавления этих материалов. Так, чтобы расплавить стекло, нужно разогреть печь до полутора тысяч градусов Цельсия.
Ученые попытались найти материалы, которые плавились бы при более низких температурах. В LionGlass они использовали вместо карбоната натрия и карбоната кальция оксид алюминия и соединения железа. Это позволило снизить температуру плавления 300 - 400 градусов Цельсия. По словам ученых, при таких температурах плавильные печи потребляют примерно на 30% меньше энергии.
Но неожиданно выяснилось, что LionGlass не только дешевле и экологичнее обычного стекла, но еще и намного прочнее его.
Повышенная прочность
В ходе тестов оказалось, что материал в 10 раз устойчивее к образованию трещин, чем классическое стекло. И это только предварительная оценка. На самом деле, ученые пока не могут оценить точной прочности LionGlass, потому что в ходе тестов был достигнут предел возможностей измерительного оборудования. То есть, реальная прочность материала может быть еще выше.
Повышенная прочность материала позволяет изготавливать из него более тонкие листы стекла, не уступающие классическим аналогам. Соответственно, на производство тратится меньше ресурсов, что также дополнительно снижает стоимость, объемы сырья и энергозатраты. Даже с точки зрения последующей транспортировки LionGlass выглядит привлекательнее обычного стекла, так как материал прочнее и легче одновременно.
Ученые все еще оценивают потенциал LionGlass, но уже понятно, что этот материал может изменить очень многое. Человечество пять тысяч лет изготавливало стекло традиционным способом, но лишь теперь на смену этой древней технологии приходит что-то новое.
