Цветное стекло - это обычное дело в нашей жизни, от зеленого цвета винных и пивных бутылок до красного, желтого и зеленого цветов светофора. Мы не задумываемся о происхождении этих цветов, но за это отвечает ряд различных элементов. На этом рисунке показаны некоторые из них и цвета, которые они придают.
Прежде чем более подробно обсуждать причину появления цвета, стоит обсудить химический состав самого стекла. На самом деле существуют разные виды стекла для разных целей. Подавляющее большинство стекла, которое мы используем ежедневно, - это натриево-известковое стекло; это прежде всего смесь диоксида кремния, оксида кальция (известь) и оксида натрия (соды). Он используется для различных целей, в том числе для бутылок, контейнеров, оконных стекол и стаканов. Однако это не единственный тип стекла, который мы можем сделать.
Другой тип, с которым будут знакомы те, кто работает в научных лабораториях, - это боросиликатное стекло. Помимо диоксида кремния, в этом типе стекла содержится триоксид бора. Он обладает большей прочностью в сочетании с большей химической и термостойкостью, что позволяет использовать его в лабораториях, а также в кухонной посуде. Кроме того, он используется в линзах фонарей, позволяя пропускать более высокий процент света по сравнению с пластиком. Возможны и другие типы стекла, например, свинцовое, но они выходят за рамки этой публикации.
Цветное стекло можно производить разными способами, но есть три основных метода. Первый включает введение в стекло оксидов переходных металлов или редкоземельных металлов. Обычно это достигается добавлением в стекло оксидов металлов. Ионы металлов поглощают световые волны определенной длины в зависимости от металла, что приводит к появлению цвета. Здесь больше о том, что вызывает цвет ионов переходных металлов.
Другой способ введения цвета - образование коллоидных частиц. Это просто означает частицы вещества, которые взвешены по всему стеклу. Эти частицы часто образуются в результате обработки теплом, образуя так называемые «яркие цвета». Коллоидные частицы рассеивают свет определенной частоты при прохождении через стекло, вызывая окрашивание. Примеры этих красителей с коллоидными частицами включают золото, придающее рубиново-красный цвет, и селен, придающий оттенки от розового до интенсивно-красного.
Последний основной способ придания цвета - это просто добавление уже окрашенных частиц к стеклу. Примеры этого типа окрашивания включают молочное стекло и дымчатое стекло; молочное стекло получается добавлением оксида олова.
Цветное стекло находит очевидное применение в декоративных целях - например, в витражах используется окрашивающий эффект ионов металлов. Однако цвет стекла может быть не только эстетическим. Например, пивные бутылки окрашены в зеленый или коричневый цвет, чтобы исключить определенные длины волн ультрафиолетового света, которые в противном случае могут способствовать порче пива и появлению «вонючего» вкуса. Он также используется в некоторых химических бутылках с той же целью.
