Il vetro è un solido amorfo che esiste in varie forme da migliaia di anni ed è stato prodotto per uso umano dal 12,000 aC. Il suo status di liquido, rispetto a un solido, è stato oggetto di accesi dibattiti. La storia breve è che il vetro è un liquido super raffreddato, il che significa che è rigido e statico ma non cambia molecolarmente tra la fusione e la solidificazione nella forma desiderata. È una delle sostanze più versatili sulla Terra, utilizzata in molte applicazioni e in un’ampia varietà di forme, dalle varietà chiare a quelle temperate e colorate, e così via.
Il vetro naturale viene creato quando le rocce ricche di silicati si sciolgono ad alte temperature e si raffreddano prima che possano formare una struttura cristallina. L’ossidiana o il vetro vulcanico è un esempio ben noto di tipi naturali, sebbene possa anche essere formato da un fulmine su una spiaggia, che contiene sabbia ricca di silicati. Le prime forme erano probabilmente piene di impurità e soggette a crepe e altre instabilità, ma esempi di perline, vasi e materiali alimentari sono apparsi per la prima volta nell’antica cultura egiziana.
Quando viene prodotto dall’uomo, il vetro è una miscela di silice, soda e calce. A volte vengono aggiunti altri materiali alla miscela per “congelare” o offuscare il vetro o per aggiungere colore. Gli elementi vengono riscaldati a 1800° Fahrenheit (982° Celsius). Il liquido fuso risultante può essere versato in stampi o soffiato in varie forme e, una volta raffreddato, il vetro è una sostanza forte e minimamente conduttiva che non interagisce con i materiali immagazzinati all’interno. Di conseguenza, viene spesso utilizzato nei laboratori scientifici per ridurre al minimo le reazioni chimiche involontarie e per isolare le linee elettriche.
La silice si trova in un’ampia varietà di fonti naturali, inclusa, più comunemente, la sabbia. Il carbonato di sodio, o soda, viene utilizzato per abbassare il punto di fusione della silice, rendendo il vetro leggero e lavorabile. La soda è chiamata flusso, perché abbassa il punto di fusione della miscela. La calce viene macinata dal calcare e rende la miscela più viscosa, oltre a renderla meno suscettibile alle qualità erosive dell’acqua e degli acidi.
Il vetro è una strana sostanza, che sfida la facile categorizzazione scientifica. Non è un solido, non un gas e nemmeno un liquido. Generalmente, è classificato come un liquido rigido, mantenendo le proprietà liquide mentre si comporta come un solido. Il calore può restituirlo a una forma liquida e praticabile, rendendolo facile da riutilizzare e riciclare.
Ci sono molte ragioni per cui il vetro è un materiale preferito. Resiste alle interazioni chimiche, è facile da riciclare, non rilascia sostanze chimiche come la plastica e può resistere a temperature estreme, anche se non allo stesso tempo. Il vetro temperato o di sicurezza viene utilizzato in un’ampia varietà di applicazioni e praticamente tutti i consumatori utilizzano quotidianamente molte forme.