Ist Glas wirklich flüssig?

Oct 03 2014
Ob es darum geht, Ihren Blick im Spiegel zu überprüfen oder ein Smartphone zu benutzen, wir verlassen uns so sehr auf Glas, dass es fast unmöglich ist, sich ein Leben ohne es vorzustellen. Aber was genau ist dieses bemerkenswerte Material? Fest, flüssig oder anders?
Glas sieht manchmal so aus, als wäre Flüssigkeit drin. Aber was ist es?

Der Film „Sweet Home Alabama“ aus dem Jahr 2002 spielt Reese Witherspoon als Melanie Smooter, eine neu erfundene New Yorker Modedesignerin, die gezwungen ist, zu ihren südlichen Wurzeln zurückzukehren – und einem nicht ganz Ex-Ehemann – bevor sie ihre prominente Verlobte heiraten kann.

Es spielt auch (vermutlich) flüssiges Glas als Schlüsseldrehung der Handlung. In der Zeit, in der sie New Yorkerin geworden ist, hat Jake Perry (gespielt von Josh Lucas), Smooters alte Flamme aus Alabama, ein lukratives Geschäft aufgebaut. Kurz bevor ein Sturm aufzieht, rennt er los, um Blitzableiter im Strandsand zu platzieren. Wenn ein Blitz in die Stangen einschlägt, wird er in den Sand geleitet. Dies verwandelt den Sand in Glasskulpturen, die Perry erntet, reinigt und in seiner Galerie verkauft, ein erfolgreiches Unternehmen, das Smooter erst entdeckt, nachdem sie auf dem besten Weg ist, sich wieder in ihn zu verlieben [Quelle: IMDB ].

Aber es gibt mehr Probleme in dieser Handlung als nur Smooters Liebesleben. Perrys Blitzskulpturen mögen im wahren Leben verwurzelt sein, aber sie werden mit einer großen Dosis filmischer Freiheit dargestellt. Die im Film gezeigten Skulpturen sehen aus wie mundgeblasenes Glas, von Meisterhand in ätherisch anmutende abstrakte Formen gemeißelt. Die Realität ist jedoch nicht immer so heikel, weder dem Aussehen noch der Substanz nach. Wenn im wirklichen Leben ein Blitz auf Sand trifft, der Kieselsäure oder Quarz enthält, wandert die Hitze von 1.800 Grad Celsius (3.272 Grad Fahrenheit) in den Untergrund und schmilzt den Sand zu Quarzglas. Das als Fulgurit bekannte Glas ist hohl und nimmt normalerweise eine röhrenartige Form an, oft mit Zweigen, die von einem zentralen Kern ausgehen. Das Ergebnis ist eine Form, die Treibholz nachahmt [Quelle: Hill].

Glas, ob das Endergebnis nun Fulgurit, ein Fenster oder ein Spiegel ist, beginnt sein Leben in einer zähflüssigen, formbaren Form. Es entsteht durch Erhitzen von Kieselsäure und anderen Elementen – einschließlich Natriumcarbonat, Kalk und Magnesiumoxid – in einen flüssigkeitsähnlichen Zustand. Es wird dann geformt und gekühlt [Quelle: Corning Museum of Glass ].

Trotz der Tatsache, dass überhitztes Glas wie eine Flüssigkeit aussieht und sich wie eine Flüssigkeit verhält, ist es möglicherweise überhaupt keine. Wenn die meisten Elemente erhitzt werden, beginnen sich ihre Moleküle frei zu bewegen, was zu einer flüssigen Form führt, die gegossen werden kann. Obwohl überhitztes Glas eine Flüssigkeit nachahmen kann, verhält es sich beim Abkühlen tatsächlich wie ein Molekül, eine Eigenschaft, die es bei Raumtemperatur steif hält. Glas ist tatsächlich ein amorpher Festkörper, der keine vollständig organisierte Kristallstruktur hat. Es existiert in einem „Zwischenzustand“, was bedeutet, dass es kein echter Feststoff ist – aber auch keine echte Flüssigkeit. Wissenschaftler postulieren, dass es länger dauern würde, als das Universum existiert, bis Glasmoleküle bei Raumtemperatur ihre Form ändern [Quelle: Curtin ].

In gewisser Weise ist der Zeitrahmen, der erforderlich wäre, damit Glas von selbst fließen oder seine Moleküle neu anordnen kann, so umfangreich, dass es sich wie ein Festkörper verhält. Zum Beispiel fanden Wissenschaftler, die eine 20 Millionen Jahre alte Probe von konserviertem Bernstein untersuchten, heraus, dass es nicht weiterfloss, obwohl es verschiedenen Temperaturen ausgesetzt war. Während nicht jedes Glas so stabil ist wie Bernstein, kann selbst Glas, das wirklich ein amorpher Feststoff ist, Äonen brauchen, um seine Form von selbst zu ändern [Quelle: Zhao ].

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Quellen

  • Corning Glasmuseum. "Chemie des Glases." (10. September 2014) http://www.cmog.org/article/chemistry-glass
  • Curtin, Ciara. "Fakt oder Fiktion? Glas ist eine (unterkühlte) Flüssigkeit." Wissenschaftlicher Amerikaner. 22. Feb. 2007. (7. Aug. 2014) http://www.scientificamerican.com/article/fact-fiction-glass-liquid/
  • Hügel, Kyle. "Was wirklich passiert, wenn ein Blitz in Sand einschlägt." Wissenschaftlicher Amerikaner. 2. Juli 2013. (7. August 2014) http://blogs.scientificamerican.com/but-not-simpler/2013/07/02/what-really-happens-when-lightning-strikes-sand-the- wissenschaft-hinter-einem-viralen-foto/
  • Geschichte des Glases. "Inhaltsstoffe von Glas: Woraus besteht Glas?" (7. August 2014) http://www.historyofglass.com/glass-making-process/glass-ingredients/
  • IMDB. "Sweet Home Alabama." (7. August 2014) http://www.imdb.com/title/tt0256415/?ref_=ttqt_qt_tt
  • Zhao, Jing. "Verwendung von 20 Millionen Jahre altem Bernstein zum Testen des Super-Arrhenius-Verhaltens von Glasformungssystemen." Naturkommunikation. 30. April 2013. (7. August 2014) http://www.nature.com/ncomms/journal/v4/n4/abs/ncomms2809.html