最近,科学家迷上了一个“游戏”——在太空里生产玻璃。太空制玻璃有什么好处?
让我们先来看看玻璃的含义,广义的玻璃是指一切没有形成结晶的玻璃态物质。例如金属一般是以结晶形态存在,但也可以在某种条件下不形成结晶,而形成更坚韧更有弹力的金属玻璃。
由于在太空微重力环境下,生产玻璃不需要容器来盛装高温熔融的二氧化硅、硅酸钠等液体,因此制出的玻璃不会有容器物质的污染,制出的玻璃更纯。当然,如果只是这点好处,那太微不足道了。太空制玻璃最大的好处是让地球上无法成玻璃的物质,在太空以玻璃态存在。
如有一种含氟玻璃,是由氟、锆、钡、镧、钠和铝等组成,其透明程度要比普通硅酸盐玻璃透明100倍,如果是这种含氟玻璃制成的光纤,那么从美国纽约入射的光线可以被法国巴黎的人清晰看到,但是用普通硅酸盐玻璃的话,光信号传到半路就衰减没了。但是遗憾的是,这种玻璃在地球很难制成,因为在冷却过程中,其中的各种物质容易形成结晶体。但是在太空制造这种含氟玻璃是很容易的。为什么?
原来,地球的重力能够起到搅拌液体的作用,液体在冷却过程中,温度低密度大的会下沉,密度小的会上浮,这就会形成对流,从而让液体分子们能够快速混合,在运动的过程中,分子们就会调整相互之间的间距和接触部位,从而形成规则的结构——晶体。液体在太空中冷却就不一样了,没有重力的作用,液体没有流动的动力,液体在冷却成固体的过程中,分子们无法寻找搭档,无法调整自己,也就难以形成规则的结构。当快速冷却下来后,就形成了不是晶体的玻璃态物质。
由此可见,微重力环境对于玻璃制造行业是一种很优越的环境,能够制造出各种成分,各种功能的玻璃来。
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