Как изобрести всё. Создай цивилизацию с нуля

Каждый элемент во вселенной при нагревании испускает набор световых волн разной частоты: нечто вроде неполной радуги, которая может служить «отпечатком пальца». Вы можете использовать свой спектроскоп, чтобы узнать, что именно горит прямо перед вами, или в комбинации с телескопом, чтобы разобраться в элементном составе звезд, расположенных за тысячи световых лет от нас.

Не так плохо для расплавленного песка.

Это не шутка: стекло не более чем просто расплавленный песок или, более точно, расплавленный диоксид кремния, также именуемый кремнеземом. Кремнезем составляет около 10 % от массы земной коры и является главным компонентом песка во многих частях мира, так что найти его легко. Он плавится при температуре в 1700 °C – слишком жарко для простого костра, но вполне в пределах температур, которые обеспечивают печи, которые вы только что изобрели в разделе 10.4.2.

Первое стекло, изготовленное людьми, появилось случайно около 3500 до н. э. как раз в печи для обжига: в нее попало немного песка, расплавилось, и в результате получилось интересное вещество[96].

Вы можете снизить температуру плавления кремнезема и тем самым сделать производство стекла проще и доступнее – добавив к песку поташ или соду (см. приложения С5 и С6 соответственно). Жар заставит поташ или соду раствориться в песке, снижая его температуру плавления. Можно добавить немного негашеной извести, чтобы увеличить химическую стойкость и долговечность вашего стекла, и вы получите субстанцию, которая плавится при куда более приемлемых 580 °C.

Вам нужна смесь: от 60 до 75 % кремнезема[97], от 5 до 12 % извести и от 12 до 18 % соды. Когда эта смесь плавится, она производит пузырящуюся, пенистую жидкость – пузыри создает покидающий ее диоксид углерода, – которой вы должны позволить «покипеть» достаточно долго, чтобы пузыри перестали появляться, и тогда вы можете лить, дуть, тянуть или отливать полученное стекло.

Прозрачное стекло получается из белого песка, коричневый песок обычно содержит оксид железа, и стекло выходит зеленоватым[98]. Чтобы сделать его более прозрачным, добавьте диоксид марганца, который можно получить, сжигая в пепел определенные водоросли. Поэкспериментируйте, пока не найдете то, что вам нужно, а потом добавьте в смесь во время плавки[99].

Чем выше температура стекла, тем оно более текуче ее, и чем ниже, тем оно плотнее. Вы можете использовать это свойство, охлаждая разные части расплава до разной температуры, и он будет вести себя как жидкий сироп, мягкая жевательная резинка или тягучая ириска. На стадии «жевательной резинки» вы можете поместить шар стекла на конец железной трубы и подуть в нее, и этот момент ознаменует появление стеклодувного искусства, которое очень полезно для производства стеклянной посуды разных видов.

Вероятно, вы захотите изготовить стеклянные окна, поскольку они, во-первых, делают дом комфортабельным и мало похожим на пещеру, во-вторых, изолируют от внешней среды и, в-третьих, помогают освещать комнаты. Но изготовить большие панели из стекла – дело непростое, и для этого существует несколько разных техник.

И вот они все, начиная от самых ранних и простейших и заканчивая современными и сложными, так что вы можете выбрать, что вам по душе:

• если у вас много времени и энергии, вылейте стекло на поверхность железной пластины (которая не расплавится), позвольте материалу остыть, а потом отполируйте с двух сторон до прозрачности. Полировку начните грубой наждачной бумагой[100] и постепенно заменяйте ее на все более и более мелкозернистую.

Понятно, что это потребует времени;

• если вы выдули стеклянный вытянутый пузырь, то отрежьте концы, и у вас получится неровный цилиндр. Разрежьте его пополам и распрямите каждую половинку на железной пластине, пока они еще гибкие – и вы изобрели широкополосное стекло, простой способ изготавливать оконные стекла, но в этом случае панели получаются неровные и не всегда прозрачные. В нашей временной линии этот метод пошел в ход около 1000 н. э.;

• если вы выдули большой шар из стекла (а это требует навыка), а затем сумели медленно нагреть его до точки кипения, одновременно вращая как на гончарном круге, то центробежная сила расплющит шар в диск. Это прозрачное «лунное стекло» будет тоньше с краев и толще в центре, где останется круглый «бычий глаз», но оно лучше подходит для изготовления окон. Эта технология появилась около 1320 н. э. во Франции, где ее хранили как высокодоходный торговый секрет на протяжении сотен лет. А вы его знаете!

• если вы выдуваете большие шары из стекла в железную форму, то вы в состоянии производить одинаковые куски стекла снова и снова. В особенности если вы выдуваете в цилиндрическую форму, вы можете позволить стеклу остыть, разрезать его по длине, затем медленно нагреть заново, и две половинки цилиндра сами превратятся в листы стекла. Такой способ позволяет производить одинаковые, более прозрачные стекла, чем то, что использовалось ранее. Он появился в самом начале XIX века н. э.;