中評社北京2月5日電／據人民日報海外版報導，作為人類生存的物質基礎，材料是科技和文明進步的重要標誌，是高新技術發展和社會現代化的先導。人類社會發展的歷史也是一部認識、開發、利用新材料的歷史。有一種材料，從發明至今已4000多年，曾經非常珍貴，現在隨處可見。隨著科技的發展，這種材料被開發出更獨特的屬性，廣泛應用於新興領域。它，就是玻璃材料。
助力重大科學發現
湖北省博物館鎮館之寶越王勾踐劍，被譽為“天下第一劍”。這把寶劍的特殊之處，不僅在於埋藏了2300多年依然鋒利如初，更令人震驚的是，其劍格中晶瑩剔透的裝飾物並非天然寶石，而是人工合成的玻璃。
玻璃作為一種由天然礦物（石英砂）加工而成的無定形材料，擁有悠久的歷史。從4000多年前在美索不達米亞和古埃及被發明之後，玻璃在很長一段時間內，都是作為稀有的裝飾與禮器材料使用，如公元前14世紀古埃及法老圖坦卡蒙陵墓中法老胸針上的玻璃聖甲蟲等。直至公元10世紀以後，隨著透明玻璃組分的誕生以及吹制法等工藝的不斷成熟，玻璃開始規模化生產並被制成容器、窗花、鏡子等，廣泛應用於生活中。
玻璃之所以能夠長時間保存，是因為它具有特殊的非晶態結構和穩定的化學性質。從微觀結構來看，玻璃內部的原子排列雜亂無章，就像液體一樣；然而從宏觀層面來看，玻璃會表現出固體的特徵，這被稱為“玻璃態”，是非晶態固體的一種。儘管玻璃內部的原子是無規則的，但如果我們將觀測範圍縮小，就會發現近鄰原子的排列具有一定的規律，這被稱為“短程有序”。在玻璃內部存在著一種被稱為矽氧四面體的構造單元，即一個矽原子位於中心，四個氧原子分別連接在四個頂點上，這種牢固的構造單元賦予玻璃耐高溫、耐腐蝕、耐氧化和高硬度等特性。後來人類不斷研究玻璃特性、創新玻璃品種，玻璃已成為當下日常生活中最為常見的材料。
進入16世紀，玻璃的功能性特徵進一步被發現。16世紀末，顯微鏡被發明，接著，望遠鏡問世。人類借助玻璃奇特的物理特性，不僅放大了肉眼可見的物體，而且觀察到超越視覺自然局限的世界，掀起光學技術革命。當時間來到近代，從居里夫人使用玻璃器皿發現元素釙和鐳、開創放射性理論，到高錕利用玻璃纖維實現通信革命，再到阿列克謝·葉基莫夫在有色玻璃中發現量子點，眾多改變世界的重大科學發現中都有玻璃的身影。可以說，玻璃激發了矽元素的潛在物理特性，通過不同元素組合賦予材料新的生命力，助推人類的科技進步，單就這一點來說，玻璃是一項平凡而又重要的材料創造。 |
