Questa volta tocca al vetro, materiale dalle mille sfaccettature, trasparente, solido, malleabile, duttile; ogni giorno ne verifichiamo le infinite potenzialità. Ma ahimè, abbiamo quasi tutti vissuto la spiacevole esperienza della sua rottura, per esempio quando il nostro amato smartphone cade per terra.
L’industria è da molto tempo alla ricerca di nuove mescole che possano rendere il vetro sempre più resistente a cadute e graffi, ma il materiale perfetto sembra ancora lontano.
Un altro aspetto meno considerato, ma altrettanto importante… (se vuoi continuare ad approfondire, clicca sull’immagine qui sotto per leggere il resto dell’articolo)
Chi non ama le finestre, quegli ampi spazi ritagliati sulle pareti dei nostri edifici capaci di collegati con il mondo esterno, che ci consentono di poter guardare fuori dalle mura del nostro spazio domestico, di far entrare la luce all’interno delle nostre case e soprattutto di proteggerci da rumori e agenti atmosferici conservando condizioni ideali all’interno dei nostri spazi. Purtroppo questo materiale non è esente da difetti; è, infatti, molto fragile rischiando di rompersi con facilità, inoltre non è un buon isolante tant’è che bisogna realizzare opportuni accorgimenti tecnici come ad esempio i vetri camera, ossia più vetri separati da uno spazio d’aria interno, per ottenere l’isolamento necessario. Forse fino ad oggi perché i ricercatori dell’Università del Maryland sono riusciti a trasformare degli sfogliati di tronco d’albero in un materiale trasparente quasi come il vetro, più leggero e con capacità migliori di isolamento termo-acustico. Che sia arrivato il momento di sostituire i vetri delle nostre finestre?
Il legno come sappiamo è composto essenzialmente da due materiali base, la cellulosa, si quella con cui si fa la carta, costituita da minuscole fibre intrecciate e la lignina, una struttura polimerica che ha la funzione di cementare e legare queste fibre in modo da conferire compattezza e resistenza al tronco della pianta. La lignina contiene delle molecole chiamate cromofori, che danno al legno la caratteristica colorazione marrone e impediscono il passaggio della luce.
Fino ad oggi si era provato a rendere il legno trasparente eliminando la lignina dalla sua struttura, però, questo procedimento richiedeva l’uso di sostanze pericolose, alte temperature e molto tempo, tali da non rendere economico il processo, ossia il materiale ottenuto seppur semitrasparente sarebbe stato costosissimo.
I ricercatori del Maryland invece hanno trovato una soluzione ingegnosa e molto semplice, realizzabile a costo bassissimo e da chiunque, capace di rendere in legno assolutamente trasparente. L’operazione, molto semplice, richiede di spennellare delle assi di legno spesse 1 millimetro con perossido di idrogeno al 30% (acqua ossigenata). Queste debbono poi essere lasciate al Sole per circa un’ora o sotto una lampada UV in maniera tale che il perossido riesca sbiancare i cromofori marroni lasciando intatta la lignina rendendolo così bianco. A questo punto gli scienziati hanno immerso per cinque ore queste assi di legno in etanolo e poi hanno usato il toluene, una sorta di idrocarburo solvente usato al posto del benzene, su cui hanno poi applicato una resina epossidica trasparente, resistente, capace di riempire i pori del legno e di indurirsi dopo qualche ora. Questo procedimento ha reso il legno assolutamente trasparente.
Il risultato è incredibile, perché il materiale che è stato ottenuto è in grado di far passare il 90% della luce visibile inoltre il legno è molto più resistente del vetro e più leggero ed ha delle proprietà isolanti, come già detto, migliori a quelle del vetro. Nella sua produzione non è necessario utilizzare alte temperature con un conseguente risparmio di energia per la sua produzione. Gli scienziati hanno riferito che si possono utilizzare tanti tipi di legno per produrre queste assi trasparenti inclusi la quercia e la balsa e che non ha assolutamente importanza la direzione del taglio, che può avvenire sia nella direzione delle venature che in senso diametralmente opposto.
Si tratta di una scoperta e di una innovazione dei grandi risvolti, e chi lo sa che presto le nostre finestre non saranno più di fragile vetro bensì di resistentissimo legno trasparente.
Ne abbiamo parlato un po’ di tempo fa, quando la società Liquidametal Tecnologies, divenne improvvisamente nota per l’acquisizione delle sue tecnologie da parte del colosso americano dell’informatica Apple Inc (LIQUIDMETAL il METALLO LIQUIDO DI APPLE). A distanza di qualche anno, questa tecnologia inizia ad essere matura per il mercato e per l’elettronica di consumo. La società che ha brevettato il progetto, ha finalmente portato a compimento la realizzazione di apparecchiature specializzate per lavorare questi metalli come si trattasse di polimeri plastici.
Innanzitutto vediamo di capire cos’è un metallo liquido. La definizione potrebbe trarre in inganno perché in realtà anche questi metalli, o meglio leghe metalliche ottenute miscelando zirconio, titanio, rame, nichel e berillio, si trovano allo stato solido in condizioni normali. La definizione liquido, deriva dalla loro struttura molecolare. Infatti, i metalli come molti altri materiali in natura, hanno una struttura cristallina ossia con le molecole disposte secondo uno schema ordinato. Al contrario, quando sono fusi, le molecole si dispongono in maniera casuale, disordinata, esattamente come accade nei polimeri plastici o nel vetro. Ecco perché, vengono anche chiamati metalli amorfi o metalli vetrosi. Si definisce amorfa una struttura casuale, priva di ordine. Ma come facciamo ad ottenere questa struttura disordinata visto che stiamo lavorando con dei metalli che invece hanno una struttura cristallina? Il segreto sta nel processo di produzione: in pratica, si porta il metallo a temperatura di fusione e lo si raffredda molto rapidamente con getti di acqua gelida facendo di subire uno shock termico di 1000°C in pochi minuti. In questo modo si congela la struttura casuale che il metallo possiede in quell’istante, creando un nuovo materiale con struttura molecolare disordinata come se fosse ancora liquido.
Quali i vantaggi di questa tecnologia? Enormi. Questa nuova struttura rende il metallo liquido molto più resistente, si parla del doppio di un buon acciaio, con una durezza superiore a quella del titanio e cosa straordinaria, associa a questa incredibile resistenza una elasticità cinque volte superiore a quella dell’acciaio. Inoltre, questi materiali si contraddistinguono per un peso specifico basso, grande resistenza alla corrosione, ottime capacità di saldatura e possibilità di essere lavorate per stampaggio ad iniezione, cosa assai rara se non impossibile per i normali metalli. Inoltre, questa tecnica da una perfetta finitura superficiale che non richiede ulteriori trattamenti secondari, ottenendo risparmi economici e di tempo.
Questa tecnica è stata messa a punto da Engel, un colosso austriaco nel campo della lavorazione dei metalli, che ha realizzato le infrastrutture e macchinari necessari alla realizzazione di questo processo, notevolmente diverso da quello utilizzato per le materie plastiche. Infatti questo macchinario non ha la classica vite-cilindro come sistema di fusione e iniezione, bensì una camera in cui viene inserito il lingotto che sarà fuso da uno speciale sistema di riscaldamento a induzione in un ambiente senza aria, per impedire la formazione dei cristalli e garantire la produzione di leghe amorfe.
Il vantaggio di questa nuova tecnologia consente l’abbassamento dei costi, trattamento superficiale del metallo particolarmente fine, miglioramento del limite elastico del metallo in allungamento, fase di processo unica, nessun ulteriore trattamento termico atto a migliorare la durezza e la resistenza meccanica, nessuno scarto di processo.
Oramai potremmo definire la Cina il paese al mondo con la maggiore esperienza nelle costruzioni di ponti e viadotti. Quello più lungo, quello più alto, il ponte annodato (vedi: LUCKY KNOT BRIDGE IL PONTE ANNODATO). Adesso, nella Cina centromeridionale, gli architetti hanno sfidato la gravità e costruito un ponte che entra direttamente in competizione con il Grand Canyon Skywalk negli Stati Uniti.
Esperienza terrificante che porta il visitatore a immergersi nella natura, nel vuoto del canyon con sotto solo una lastra di vetro che sembra infrangersi ad ogni passo che vi si compie sopra. Siamo a Chongqing, nel parco geologico Yunyang Longgang. Il ponte di vetro è sospeso su un dirupo profondo 718 metri e si allontana dalla montagna, sulla quale è ancorato, pensate di ben 26,68 metri e questo lo fa entrare nel Guinness dei primati com il ponte a sbalzo più lungo del mondo.
Un’esperienza forte per chi si sgancia dalla terraferma per trovarsi sospeso nel vuoto lontano da ogni possibile appiglio. Luogo ideale per selfie assurdi e per foto originalissime.
Il ponte ha una forma inconsueta a ferro di cavallo, molto scenografica e l’intera struttura, assomiglia ad una grande rosa adagiata sulle montagne. Il costo di quest’opera unica è anch’esso in linea con la qualità di quanto realizzato; 5,6 milioni di dollari e rappresenta un successo architettonico e ingegneristico, visti i numerosi problemi riscontrati sia in fase progettuale che realizzativa. Il costo è stato ampiamente ripagato dal suo successo turistico, visitato annualmente da migliaia di turisti, attratti dalle caratteristiche costruttive o dalla voglia di superare l’ancestrale paura di camminare nel vuoto.
È stata appena completata la realizzazione del più lungo ponte in vetro mai costruito dall’uomo in uno dei parchi nazionali cinesi nella provincia di Hunan, sospeso ad una altezza di 300 metri in una profonda gola naturale.
Frutto della visione poetica dell’architetto Haim Dotan, si tratta di una passeggiata nel vuoto immersi in una natura incontaminata, capace di creare fortissime suggestioni nell’animo di chi lo attraversa.
Zhangjiajie Grand Canyon Glass Bridge è il nome di questo ponte delle meraviglie frutto di un’ingegneria spinta all’estremo e di una sensibilità progettuale unica nel suo genere. Soprannominato “ponte dei cuori coraggiosi” dal suo stesso progettista, questo attraversamento lungo 385 metri, rappresenta una mirabile interpretazione di un viaggio verso l’infinito.
Un’opera grandiosa ispirata dalla cultura taoista, capace di mimetizzarsi nella natura senza contaminarla, un’opera estremamente sofisticata ma semplice allo stesso tempo, grandiosa ma umile.
Rendere un’opera di questo genere, date le dimensioni, capace di scomparire tra le nuvole o nella nebbia che spesso pervadono questo angolo di natura, ha richiesto al suo ideatore, Haim Dotan ed al suo studio di progettazione “Architects and Urban Designers” un grande lavoro preparatorio. Il pavimento è stato pensato composto da grandi pannelli di vetro capaci di rendere la passeggiata unica e invisibile, capace di rendere il percorso di chi lo attraversa un viaggio introspettivo nella propria anima. Il vetro laminato spesso 50 mm è in grado di sopportare 40 tonnellate per pannello ed è sostenuto da una lunga struttura portante di quasi 400 m dallo spessore impercettibile di soli 60 cm. La scelta di uno spessore così limitato, si è resa necessaria per consentire al ponte di tagliare con facilità il vento ed evitare un carico eccessivo, conseguente, sui cavi di sostegno.
Gli unici elementi massicci della struttura, le quattro torri di sospensione poste due per lato sui costoni rocciosi ai quali il ponte è ancorato, sono state ricoperte di alberi e piante in modo da mimetizzarle con la natura circostante.
Il risultato è un splendido organismo architettonico perfettamente integrato con l’ambiente circostante, ardito, leggero, capace di ispirare chi lo attraversa come sospesi alla scoperta dei propri limiti.
A chi non è mai capitato di vedere volare per terra il proprio smartphone e vederlo andare in frantumi?. Una esperienza sicuramente non piacevole. Oggi sono diversi i sistemi di protezione che si possono utilizzare per rendere più sicuri i nostri dispositivi o per rendere minore la probabilità di un danno grave come quello appena descritto. Tra i sistemi adottati, pellicole, gusci o altre bizzarre soluzioni, quella sviluppata da un paio di ingegnosi inventori, Pascal Buchen e Anthony Fllipik, è sicuramente una di quelle di cui sentiremo ancora parlare.
La loro invenzione denominata ProtectPax altro non è che una miscela di nanoparticelle di titanio che si presentano allo stato liquido e se spalmate sul dispositivo, lo rendono impermeabile, indistruttibile, resistente ai graffi e persino alle cadute. Nei test le immagini mostrano un terminale sottoposto ad ogni tipo di tortura, come ad esempio le martellate o il calpestamento da parte di un’auto.
Questo per far capire la grande azione realizzata dal prodotto. In pratica questo liquido, versato sul terminale, può essere spalmato letteralmente con un dito su tutta la superficie e bisogna poi lasciarlo agire per circa 10 minuti, cioè il tempo necessario ad asciugarlo. Da quel momento in poi potremo fare di tutto al nostro telefonino, sicuri che sarà protetto come all’interno di una corazza.
In pratica, il ProtectPax, questo composto di nanoparticelle di titanio, non fa altro che depositarsi sulla superficie e andare a riempire le minuscole porosità presenti su di essa rendendo le superfici, compreso il vetro, fino a 6 volte più resistenti. Inoltre. è completamente trasparente, questo fa in modo che resti garantita la funzionalità del vetro e attive tutte le caratteristiche touch dello schermo.
I test, hanno dimostrato che questa pellicola porta il materiale ad una durezza pari a quella dello zaffiro che nella scala di Mohs (quella che misura la durezza dei materiali – vedi anche: LE PROPRIETA’ DEI MATERIALI) è di 9H dove il valore più alto è 10H per il diamante e dove la durezza tipica degli schermi dei telefonini è normalmente compresa tra 2H e 5H.
La durata di questa pellicola protettiva non è però eterna; per circa un anno il dispositivo sarà perfettamente protetto, poi bisognerà effettuare nuovamente il trattamento. Il prodotto può essere applicato su molte superfici e rinforzare molti oggetti, come ad esempio occhiali, dispositivi elettronici, obiettivi fotografici ed altro.
Il prodotto è già ordinabile sulla piattaforma di crowdfunding Indiegogo al costo di soli 69$ per due dispositivi.
Molti telefono cellulari, i cosiddetti smartphone, oggi utilizzano una tecnologia per il riconoscimento delle impronte digitali, che consentono l’accesso al dispositivo solo ai proprietari. Queste tecnologie, richiedono l’uso di particolari sensori e dispositivi tecnologici che richiedono spazio, rendendo complesso e costoso il processo di realizzazione del dispositivo.
Una società giapponese, specializzata in vetri ad alta tecnologia e prodotti chimici, è riuscita a realizzare uno schermo in vetro protettivo per i cellulari, composto da diversi strati capace di accogliere sulla sua superficie un incavo dove predisporre i sensori di rilevamento delle impronte rendendo del tutto inutile la predisposizione di un tasto separato per tale scopo.
Su alcuni dispositivi di brand famosi, viene utilizzato il cristallo zaffiro che crea problemi di design e impermeabilità per la sua realizzazione.
Un sistema del genere, invece, a detta della casa produttrice, garantisce tenuta all’acqua e facilità nella realizzazione essendo parte integrante del vetro.
Le tecnologie touch 3D e touch ID utilizzate nei moderni smartphone di punta attraverso appositi pulsanti, potrebbero essere integrate nel display del dispositivo, eliminando un altro costoso e ingombrante elemento progettuale.
Pare che molti produttori siano interessati alla nuova tecnologia di lettura ottica, ma vedremo fino a che punto questa potrà essere compatibilmente integrata con gli attuali dispositivi. Sicuramente questo consentirà una semplificazione nella progettazione e ingegnerizzazione e soprattutto una riduzione dello spessore caratteristica molto ricercata di chi acquista tali dispositivi.
La ditta che produce questo tipo di vetro è la AGC Asahi Glass che ha sede in Giappone.
Il vetro ha origini molto antiche e ancora oggi è difficile stabilire con certezza quale popolo possa vantarne la scoperta. Anticamente furono i popoli della Mesopotamia, ad utilizzare il vetro nel III millennio, forgiandone delle perline. Successivamente anche gli Egizi appresero questa arte che utilizzarono nella produzione di oggetti artistici. I Romani, seppur in maniera rudimentale, crearono le prime finestre con i vetri ma ciò aveva un prezzo esorbitante tale che solo i patrizi potevano permettersele.
VETRO: MATERIE PRIME
La silice (SiO2, biossido di silicio) la comune sabbia, è la più importante materia prima per la produzione del vetro. Tuttavia la silice naturale non ha, in generale le caratteristiche necessarie per la produzione del vetro, sia perché forma dei minerali complessi con altri ossidi sia perché contiene degli elementi come il ferro che, anche in piccola quantità, danno al vetro una colorazione indesiderata (verde). Solo silice che contiene meno dello 0,1% di ossido di ferro (Fe2O3) può essere usata per la produzione di lastre e per il vetro usato nell’ottica la quantità accettabile è ancora più bassa, meno dello 0,001%. Nessuna sabbia naturale è in grado di rispondere ai requisiti del vetro per l’ottica; per questo, anche le sabbie dei migliori giacimenti devono essere ulteriormente purificate con speciali trattamenti.
La fabbricazione del vetro si articola in quattro fasi:
fusione,
formatura,
ricottura,
finitura.
FUSIONE: è la fase iniziale, durante la quale, la carica, formata da componenti diversi tra loro, viene polverizzata e mescolata a rottami di vetro che agiscono da fondente.
Il secondo momento della fusione è detto affinaggio o affinazione: essa rappresenta l’operazione in cui la massa fusa viene privata di tutte le bollicine di gas presenti, che potrebbero dare origine a difetti. E’ possibile, a questo punto, operare una decolorazione del vetro, tramite l’ossidazione di sali di ferro. La fusione si conclude con la fase di riposo o di condizionamento, durante la quale la massa fusa viene raffreddata gradualmente fino alla temperatura di foggiatura o di formatura.
FORMATURA: viene eseguita in diverse modalità quando il vetro è ancora fluido e si trova in un campo di temperatura nel quale assume viscosità tale da poter essere lavorato e da conservare la forma data, senza alterazioni.
RICOTTURA: consiste in un riscaldamento del vetro fino ad una temperatura che serve ad eliminare le torsioni che si generano durante la formatura e che rendono difficile le operazioni di finitura. La scelta della temperatura e della velocità di raffreddamento sono in funzione del tipo di vetro e del suo spessore. Dopo aver raggiunto la temperatura dovuta, l’oggetto viene mantenuto in tale stato per un periodo sufficiente; quindi viene raffreddato lentamente fino a una temperatura inferiore di 50 °C, ed infine viene portato rapidamente a temperatura ambiente.
FINITURA: sono le lavorazioni successive al raffreddamento, quando il vetro oramai è pronto. Vediamo alcune di seguito.
ll vetro può essere forato al trapano con apposite punte diamantate, adeguatamente refrigerate con getto continuo d’acqua. La foratura può essere eseguita da trapani per vetro manuali o a controllo numerico. I fori non devono essere troppo vicini al bordo per evitare rotture dovute alle tensioni interne del pezzo.
TAGLIO:
Il taglio di piccoli pezzi può essere eseguito a mano con strumenti appositi, ma in generale viene eseguito da un banco di taglio. Questo è un macchinario a controllo numerico che presenta un piano fisso, solitamente vellutato e con fori per generare un cuscino d’aria (utile per lo spostamento del vetro), che viene chiamato anche “pantografo”. Sopra di questo vi è un ponte mobile che tramite un tagliavetro fornito di rotella in carburo di tungsteno o diamante sintetico pratica incisioni sul vetro a seconda della programmazione eseguita. Oggi il taglio è eseguito anche al laser.
CURVATURA:
Il vetro curvo è un vetro sottoposto ad un procedimento di riscaldamento graduale ad alte temperature (tra i 500 e i 750 °C circa), fino a diventare abbastanza plastico da aderire ad uno stampo concavo o convesso, disposto all’interno del forno di curvatura. Il vetro viene raffreddato molto lentamente (“detensionamento” o “ricottura” del vetro), per evitare di indurre tensioni che ne precluderebbero un’eventuale successiva lavorazione o che potrebbero innescare fenomeni di rottura spontanea del materiale.
SMERIGLIATURA:
Esistono tre modi per smerigliare il vetro:
sabbiatura, che viene eseguita con uno strumento molto particolare che “spara” la sabbia ad alta velocità, scalfendo il vetro.
acidatura, una speciale pasta, molto acida, che va spennellata nel vetro e lasciata asciugare almeno 24 ore. Dopo il periodo di asciugatura, la pasta va eliminata con una lama, che completa l’abrasione del vetro.
smerigliatura, usando un piccolo smerigliatore per unghie, si usa come una penna.
Per riuscire a seguire il disegno correttamente, senza sbavature, per tutti e tre i sistemi è necessario eseguire alcuni passaggi. Pulire perfettamente il vetro con dell’alcol puro per togliere qualsiasi residuo dalla superficie. Quindi il vetro va ricoperto con la carta adesiva; la carta deve aderire perfettamente, senza bolle d’aria. Si traccia il disegno con un pennarello indelebile. Aiutandosi con un taglierino ben affilato, s’intagliano le parti che si vogliono smerigliare. Viene asportata la carta adesiva in eccesso.
MOLATURA:
Il vetro viene sottoposto a una operazione di molatura quando si deve eliminare il bordo che dopo il taglio diventa tagliente e dalla forma irregolare. La molatura quindi è l’operazione che trasporta e re-uniforma definitivamente il bordo del vetro.
TEMPRA:
La tempra è il raffreddamento termico che avviene per indurire il vetro. Il vetro viene tagliato in modo adeguato, viene riscaldato su un tavolo a rulli a 640° e subito dopo viene raffreddato da un getto d’aria fredda in modo da raffreddarne solo l’esterno e lasciare l’interno caldo e malleabile.
Il vetro di Murano è uno dei più preziosi vetri che vengono realizzati in Italia. Lo si realizza, secondo tradizioni antiche, sulla famosa isola di Murano, vicino Venezia. La scelta di questa isola per realizzare i vetri non fu affatto casuale. I primi forni vi furono installati nel 1291, sia perché Murano era fuori dal centro cittadino, quindi eventuali incendi non avrebbero arrecato grandi danni (i forni all’epoca erano realizzati in legno), sia perché si trovava di tramontana rispetto a Venezia, quindi i fumi della produzione non avrebbero raggiunto la città principale. Esistono diverse tecniche con le quali i mastri vetrai, oggi, producono i loro preziosissimi oggetti, a seconda del tipo di vetro devono realizzare: vetro di Murrina, vetro in piastra, vetro a lume, vetro soffiato.
Per quanto concerne la produzione di vetro piano, a partire dalla fine degli anni Cinquanta è stato introdotto il processo float (Pilkington) in sostituzione dei precedenti metodi di tiratura. Nel processo denominato float glass, la pasta vitrea, proveniente dalla vasca di miscelazione (crogiolo) alla temperatura di 1100 °C, assume forma perfettamente piana in un forno a tunnel la cui base è formata da un letto di 7cm di stagno fuso. Lo stagno leviga la superficie inferiore del vetro per diretto contatto, mentre la parte superiore si appiattisce per gravità essendo ancora allo stato semifuso.
Dei rulli immersi nello stagno, fanno poi avanzare il vetro all’interno della camera di ricottura, dove la temperatura viene gradualmente abbassata. Una volta raffreddato, il vetro passa alla camera di taglio dove uno strumento dotato di punte diamantate, provvedete al taglio della lastra nelle dimensione desiderate.
Queste vengono infine pacchettizzate e spedite agli acquirenti.
Appartiene alla più vasta produzione vetraria. Commercialmente viene distinto in base al colore: bianco (perfettamente decolorato), mezzo bianco, colorato. In funzione all’ impiego che se ne deve fare, viene scelto l’ossido più adatto (calcio, bario, zinco …).
VETRO PER OTTICA:
Questo tipo di vetro è destinato alle lenti di occhiali, microscopi e cannocchiali, agli obbiettivi delle macchine fotografiche e delle telecamere: deve essere quindi particolarmente raffinato.
VETRI DI SICUREZZA:
La fragilità del vetro e la formazione di piccoli e taglienti schegge costituiscono un serio ostacolo all’impiego delle lastre nelle costruzioni edili. Sono stati quindi studiati vari sistemi per aumentare il grado di sicurezza del vetro. Si fabbricano infatti vetri temperati, stratificati (con un film plastico tra le lastre) oppure vetri retinati (per la presenza di una rete metallica all’interno della lastra).
VETRO IN FIBRE:
Le fibre di vetro possono avere un diametro da 1 a 8 micron; notevole è anche l’elasticità alla trazione. Per soffiatura con aria e vapore si ottengono fibre corte e continue, adatte per pannelli isolanti. I vetri per fibre sono: i vetri tessili (paraurti di automobili, scafi di barche, attrezzi sportivi ecc.) lana di vetro o lana di roccia (isolamento di edifici, pareti di frigoriferi, forni, stufe ecc.) e fibre ottiche (telecomunicazioni).
VETRO CAMERA:
E’ composto da due o più lastre; all’interno della vetrata è presente aria disidratata oppure gas isolante. Il vetrocamera garantisce un alto isolamento termico e acustico.
Il vetro è l’unico materiale a possedere una dote preziosa: la riciclabilità totale. Il riciclaggio del vetro consente di risparmiare le materie prime (minerali, sabbia) necessarie per la sua produzione. Il vetro è il materiale “ecologico” per eccellenza. Non è inquinante ed è riutilizzabile per un numero illimitato di volte. Se abbandonata, una bottiglia di questo materiale si decompone solo dopo 4.000 anni. Per questo, è fondamentale separare accuratamente il vetro. Ovviamente, il cosiddetto “rottame di vetro” non può essere riciclato così com’è, deve essere sottoposto a numerose verifiche per eliminare le “impurità” che contiene.
Iniziano a vedersi le prime applicazioni pratiche nell’uso del GRAFENE, il miracoloso materiale scoperto da poco tempo, le cui caratteristiche e proprietà lo rendono a dir poco straordinario.
Questo materiale, spesso circa 1/100.000 di un foglio di carta può essere stirato e piegato all’infinito senza mai rompersi, è assolutamente impermeabile e presenta una resistenza meccanica superiore a quella del migliore acciaio e una durezza ancora superiore a quella del diamante che nella scala di Mohs risulta essere il materiale più duro sul nostro pianeta.
Scala di Mohs
Una delle prime applicazioni del grafene per uso pratico è stata da poco dimostrata al CES di Las Vegas, la fiera dell’informatica e dell’Innovation Technology più importante al mondo.
Alcuni produttori di pellicole di vetro per smartphone, sono riusciti a sviluppare una miscela di vetro e grafene capace di resistere ad urti terribili e stress test infiniti senza subire alcun danno. Sto parlando dell’UU GLASS, un particolare composto che ha resistito a 200.000 urti consecutivi, sollecitazioni di compressione e resistenza a graffi continuati con materiali molto duri e taglienti.
La società produttrice, ha mostrato la speciale pellicola per cellulari, capace di rendere indistruttibile il device a qualunque urto. Un video mostra le proprietà di questa pellicola e la sua capacità di resistere a sollecitazioni ben superiori a quelle cui viene normalmente sottoposto un telefonino. La resistenza è dovuta alla presenza del grafene appunto impiegato per la prima volta in un prodotto del genere.
Sulla rete girano spesso filmati incredibili, che raccontano in anteprima di prodotti tenuti ben segreti e dei quali conosceremo le caratteristiche solo in seguito. Molte informazioni cominciano già a pervenire circa le nuove caratteristiche dell’iPhone 6, ma questa se vera, confermerebbe ancora una volta la qualità straordinaria e la maniacale cura nei dettagli con la quale Apple costruisce i suoi dispositivi.
Dal filmato che vedrete, non si può avere la certezza che il prodotto utilizzato sia realmente il cristallo che verrà montato sul nuovo iPhone 6 ma, dalle torture a cui viene sottoposto è sicuro che nessun materiale conosciuto assomiglia neanche lontanamente a questo. Il nostro commentatore sottopone quello che lui sostiene essere il vetro che sarà utilizzato il nuovo iPhone 6, a delle pratiche e a delle sollecitazioni pazzesche. Ora, che si tratti del Gorilla Glass di nuova generazione o il vetro zaffiro (di cui abbiamo già parlato) di cui Apple ha l’esclusiva, ciò non toglie che questo nuovo materiale apre le porte a grandi innovazioni e alla creazione di nuovi prodotti dalle caratteristiche esclusive e dalla resistenza inusitata.
Il video è comunque molto divertente e mette in evidenza lo spirito sadico e estremo con cui il nostro speaker conduce le sue prove su questo ipotetico vetro che dovrà ricoprire il touchscreen del nuovo device Apple. Buon divertimento per chi ha lo stomaco forte ;-).
Il vetro ha origini molto antiche e ancora oggi è difficile stabilire con certezza quale popolo possa vantarne la scoperta. Anticamente furono i popoli della Mesopotamia, ad utilizzare il vetro nel III millennio, forgiandone delle perline. Successivamente anche gli Egizi appresero questa arte che utilizzarono nella produzione di oggetti artistici. I Romani, seppur in maniera rudimentale, crearono le prime finestre con i vetri ma ciò aveva un prezzo esorbitante tale che solo i patrizi potevano permettersele. Il vetro naturale, o ossidiana, è in uso fin dall’antichità.
La prima manifattura documentata del vetro si ha in Egitto, nel II millennio a.C., quando fu impiegato nella produzione di stoviglie, altri utensili e monili. Nel I secolo a.C. fu sviluppata la tecnica del soffiaggio, che ha permesso che oggetti prima rari e costosi divenissero molto più comuni. Durante l’Impero Romano il vetro fu plasmato in molte forme, principalmente vasi e bottiglie.
I primi vetri erano di colore verde a causa della presenza di impurità di ferro nella sabbia utilizzata. Alcuni vetrai veneziani si spostarono in altre aree d’Europa diffondendo così l’industria del vetro. Fino al XII secolo il vetro drogato cioè con impurità coloranti come metalli non fu impiegato. Ma intorno al 1688 un nuovo processo di fusione fu sviluppato, ed il vetro divenne un materiale molto più comune. L’invenzione della pressa per vetro nel 1827 diede inizio alla produzione di massa di questo materiale. Nel 1920 fu sviluppato un nuovo metodo consistente nello stampaggio diretto delle decorazioni sul vetro fuso.
MATERIE PRIME
La silice (SiO2, biossido di silicio) è il più comune formatore del reticolo vetroso ed è quindi la più importante materia prima per la produzione del vetro. Circa metà della crosta terrestre è formata da minerali di silice (silicati e quarzo), il maggior costituente di rocce e sabbie. Tuttavia la silice naturale non ha, in generale le caratteristiche necessarie per la produzione del vetro, sia perché forma dei minerali complessi con altri ossidi (come ad esempio nelle argille e nei feldspati con l’allumina, Al2O3), sia perché contiene degli elementi come il ferro che, anche in piccola quantità, danno al vetro una colorazione indesiderata. Solo silice che contiene meno dello 0,1% di ossido di ferro (Fe2O3) può essere usata per la produzione di lastre; ma, per produrre vetro da tavola e artistico, tale percentuale scende al 0,01% e solo pochi giacimenti di quarzo garantiscono questi limiti. Per il vetro usato nell’ottica la quantità accettabile è ancora più bassa, meno dello 0,001%. E’ una quantità piccolissima, equivalente a 10 milligrammi per chilo di sabbia. Ancora minore deve essere il contenuto di altri minerali, come gli ossidi di cromo, cobalto, rame, ecc.. che hanno un potere colorante maggiore di quello del ferro. Nessuna sabbia naturale è in grado di rispondere ai requisiti del vetro per l’ottica; per questo, anche le sabbie dei migliori giacimenti devono essere ulteriormente purificate con speciali trattamenti.
PROPRIETA’
LAVORAZIONI
Le lavorazioni più comuni cui può essere sottoposto il vetro sono:
Foratura
ll vetro può essere forato al trapano con apposite punte diamantate, adeguatamente refrigerate con getto continuo d’acqua. La foratura può essere eseguita da trapani per vetro manuali o a controllo numerico. I fori non devono essere troppo vicini al bordo (a seconda anche dello spessore del vetro) per evitare rotture dovute alle tensioni interne del pezzo. Nuovi macchinari permettono di forare con un particolare tipo di sabbia miscelata ad acqua.
Taglio
Il taglio di piccoli pezzi può essere eseguito a mano con strumenti appositi, ma in generale viene eseguito da un banco di taglio. Il banco di taglio è un macchinario a controllo numerico che presenta un piano fisso, solitamente vellutato e con fori per generare un cuscino d’aria (utile per lo spostamento del vetro), che viene chiamato anche “pantografo”. Sopra di questo vi è un ponte mobile che tramite un tagliavetro fornito di rotella in carburo di tungsteno o diamante sintetico pratica incisioni sul vetro a seconda della programmazione eseguita tramite un software chiamato “ottimizzatore”; il software ottimizzatore è implementato affinché ottimizzi il taglio, evitando al minimo lo sfrido.
Curvatura
Il vetro curvo è un vetro sottoposto ad un procedimento di riscaldamento graduale ad alte temperature (tra i 500 e i 750 °C circa), fino a diventare abbastanza plastico da aderire (per gravità o costretto in una qualche maniera) ad uno stampo concavo o convesso, disposto orizzontalmente o verticalmente all’interno del forno di curvatura. Non è possibile ottenere un vetro curvo che si adagi sullo stampo esclusivamente sotto l’azione della sua forza peso senza che il vetro stesso non venga segnato dalla tesatura dello stampo, compromettendone la trasparenza e l’uniformità di spessore della lastra. Per tale motivo, in genere l’azione di curvatura della lastra viene coadiuvata da dispositivi meccanici o pneumatici, che agevolano il processo. Il vetro viene raffreddato molto lentamente (“detensionamento” o “ricottura” del vetro), per evitare di indurre tensioni che ne precluderebbero un’eventuale successiva lavorazione o che potrebbero innescare fenomeni di rottura spontanea del materiale. Viceversa, molto più frequentemente per il vetro impiegato nel settore dell’arredamento, il processo di curvatura si conclude con un raffreddamento istantaneo, al fine di ottenere un vetro curvo temprato. Per vetro curvo si intende comunemente il vetro sottoposto alla curvatura lungo un solo asse della lastra (si pensi ad esempio alla curvatura che subisce un foglio di carta quando si tendono ad avvicinare due lati opposti).
Smerigliatura
Esistono tre modi per smerigliare il vetro:
sabbiatura, che viene eseguita con uno strumento molto particolare che “spara” la sabbia ad alta velocità, scalfendo il vetro. Purtroppo è un lavoro da far fare a persone esperte nel settore e, proprio per questo, ha un costo piuttosto alto.
acidatura, una speciale pasta, molto acida, che va spennellata nel vetro e lasciata asciugare almeno 24 ore. Dopo il periodo di asciugatura, la pasta va eliminata con una lama, che completa l’abrasione del vetro.
smerigliatura, usando un piccolo smerigliatore per unghie, si usa come una penna.
Naturalmente, per riuscire a seguire il disegno correttamente, senza sbavature, senza rovinare le parti del vetro che si vogliono tenere intatte, per tutti e tre i sistemi è necessario eseguire alcuni passaggi. Pulire perfettamente il vetro con dell’alcol puro per togliere qualsiasi residuo dalla superficie. Quindi il vetro va ricoperto con la carta adesiva; è importante non lasciare spazi liberi, proprio per evitare che si smeriglino parti del vetro che si vogliono lasciare lucide. La carta deve aderire perfettamente, senza bolle d’aria. Si traccia il disegno con un pennarello indelebile. Aiutandosi con un taglierino ben affilato, s’intagliano le parti che si vogliono smerigliare. Il taglio deve essere netto, preciso, senza sbavature. In caso contrario, il contorno del soggetto risulterà poco chiaro, non ben definito. Viene asportata la carta adesiva in eccesso. Già in questo passaggio ci si rende conto di come sarà il vetro a lavoro ultimato. Se non si è soddisfatti , conviene ricominciare da capo, sin dal primo passaggio. Se invece il soggetto ottenuto ci piace, possiamo procedere o con la pasta per smerigliare o con lo smerigliatore.
Molatura
Il vetro viene sottoposto a una operazione di molatura quando si deve eliminare il bordo che dopo il taglio diventa tagliente e dalla forma irregolare. La molatura quindi è l’operazione che trasporta e re-uniforma definitivamente il bordo del vetro.
Questo può essere molato in diversi modi: filo lucido e tondo, dove il bordo viene lucidato con cura e arrotondato, il grado di lavorazione è alto; filo lucido e piatto: il bordo viene lucidato e risulta perpendicolare alla superficie, il grado di lavorazione e sempre alto; filo grezzo, dove si ottiene una rugosità maggiore.
Tempra
La tempra è il raffreddamento termico che avviene per indurire il vetro. Il vetro viene tagliato in modo adeguato, viene riscaldato su un tavolo a rulli a 640° e subito dopo viene raffreddato da un getto d’aria fredda in modo da raffreddarne solo l’esterno e lasciare l’interno caldo e malleabile.
LA VETRERIA – TRA INDUSTRIA e ARTIGIANATO
Lavorazione industriale
Il vetro è un elemento che non presenta un punto di fusione netto, pertanto si lavora in un range di temperatura in cui esso è allo stato plastico. I limiti di tale intervallo oscillano tra picchi massimi detti “punti di aggregazione”, in cui la temperatura è di 1100 °C circa, e livelli minimi, detti “punti di trasformazione”, in cui la temperatura si aggira intorno a 800 °C.
La fabbricazione e la lavorazione del vetro si articolano in quattro fasi:
fusione,
formatura,
ricottura,
finitura.
Fusione: è la fase iniziale, durante la quale, la carica, formata da componenti diversi tra loro, viene polverizzata e mescolata a rottami di vetro che agiscono da fondente. Durante la fusione, si verificano l’eliminazione dell’acqua presente nei componenti di partenza, la dissociazione dei carbonati e dei solfati con sviluppo di anidride carbonica o solforosa, la formazione di una massa fusa il più possibile omogenea. Il secondo momento della fusione è detto affinaggio o affinazione: essa rappresenta l’operazione in cui la massa fusa viene privata di tutte le bollicine di gas presenti, che potrebbero dare origine a difetti nei manufatti preparati. L’affinazione viene realizzata aggiungendo alla massa fusa piccole percentuali di agenti affinati. Conclusa questa fase, il vetro fuso è una massa avente in tutti i punti uguale composizione chimica e, conseguentemente, le medesime proprietà fisiche. E’ possibile, a questo punto, operare una decolorazione del vetro, tramite l’ossidazione di sali di ferro. La fusione si conclude con la fase di riposo o di condizionamento, durante la quale la massa fusa viene raffreddata gradualmente fino alla temperatura di foggiatura o di formatura.
Formatura: viene eseguita in diverse modalità quando il vetro è ancora fluido e si trova in un campo di temperatura nel quale assume viscosità tale da poter essere lavorato e da conservare la forma impartita, senza alterazioni.
Ricottura: consiste in un riscaldamento del vetro fino alla temperatura superiore di ricottura e serve ad eliminare le torsioni che si generano durante la formatura e che rendono difficile le operazioni di finitura come, ad esempio, il taglio. E’ una fase essenziale per eliminare le tensioni interne formatesi per irregolarità di riscaldamento o raffreddamento. La scelta della temperatura e della velocità di raffreddamento sono in funzione del tipo di vetro e del suo spessore. Dopo aver raggiunto la temperatura dovuta, l’oggetto viene mantenuto in tale stato per un periodo sufficiente ad assicurare il raggiungimento dell’uniformità termica in ogni suo punto; quindi viene raffreddato lentamente fino a una temperatura inferiore di 50 °C a quella di ricottura, ed infine viene portato rapidamente a temperatura ambiente.
Lavorazione artigianale
Il vetro di Murano è uno dei più preziosi vetri che vengono realizzati in Italia. Lo si realizza, secondo tradizioni antiche di secoli, sulla famosa isola di Murano, vicino Venezia. La scelta di questa isola per realizzare i vetri non fu affatto casuale. I primi forni vi furono installati nel 1291, sia perché Murano era fuori dal centro cittadino, quindi eventuali incendi non avrebbero arrecato grandi danni (i forni all’epoca erano realizzati in legno), sia perché si trovava di tramontana rispetto a Venezia, quindi i fumi della produzione non avrebbero raggiunto la città principale. Esistono diverse tecniche con le quali i mastri vetrai, oggi, producono i loro preziosissimi oggetti, a seconda del tipo di vetro devono realizzare: vetro di Murrina, vetro in piastra, vetro a lume, vetro soffiato.
Tra tutte le tecniche, la più lunga e complessa è senza dubbio quella del vetro di Murrina. Si inizia con il tagliare in tanti piccoli pezzi le canne di Murrina, delle canne di vetro colorato. Quindi, questi piccoli pezzi sono adagiati, uno ad uno ed a mano, all’interno di formine di rame, in maniera molto paziente e con fantasia, per creare dei disegni sempre diversi. Durante la notte, questo “puzzle” viene tenuto in forno, in maniera che il vetro si sia solidificato in un pezzo unico e che questo possa quindi essere lavorato e levigato per poterlo adattare ai vari orologi, tappi, cornici, lampade, lampadari e quant’altro.
La lavorazione del vetro in piastra è la tecnica più recente. Su una lastra di vetro vengono sparsi diversi oggetti, come foglie di oro e argento e pezzi di Murrina, che vengono composti, con fantasia, per realizzare un grande disegno, sempre diverso ogni volta. Sul disegno così ottenuto, quindi, viene posta un’altra lastra di vetro, come fosse un panino. L’oggetto viene quindi tenuto in forno per una notte, in maniera da divenire un pezzo unico, e viene quindi tagliato per i vari oggetti a cui farà da ornamento.
La lavorazione del vetro a lume è la più antica fra tutte. Il mastro vetraio, con una fiamma a gas che raggiunge temperature molto alte, fonde e mescola insieme diversi tipi di vetro e foglie di oro e argento, per creare delle forme e dei colori sempre differenti. I vetri ottenuti da questa tecnica vengono usati per abbellire lampade, lampadari, collane, pendenti e bijoux.
La lavorazione del vetro soffiato è una tecnica di alto livello, con la quale il vetro viene modellato a caldo e, tramite delle filigrane, creano il famoso e tanto apprezzato effetto merletto all’interno del vetro stesso.
FLOAT GLASS
Per quanto concerne la produzione di vetro piano, a partire dalla fine degli anni Cinquanta è stato introdotto il processo float (Pilkington) in sostituzione dei precedenti metodi di tiratura. Il prodotto che si ottiene (float glass) ha sostituito il cristallo ottenuto da molatura di vetro greggio tirato. Nel processo denominato float glass, la pasta vitrea, proveniente dal crogiolo alla temperatura di 1100 °C, assume forma perfettamente piana in un forno a tunnel la cui base è formata da un letto di 7cm di stagno fuso. Questo è posto in atmosfera contenente azoto e idrogeno, in modo da non essere ossidato. Lo stagno leviga la superficie inferiore del vetro per diretto contatto, mentre la parte superiore si appiattisce per gravità essendo ancora allo stato semifuso.
I TIPI DI VETRO
Esistono diverse composizioni di vetro. Quelle che elencheremo ora sono le più usate.
Il vetro solubile
E’ un prodotto trasparente che trova larga applicazione in molte industrie. La maggior quantità viene utilizzata come detersivo per lavastoviglie ma trova impiego anche nella produzione di pietre d’arte artificiali; serve per indurimento di cementi, marmi e come mezzo sbiancante nelle lavanderie di lana, nella fabbricazione di adesivi, smalti, fiammiferi ecc.
Il vetro comune
Appartiene alla più vasta produzione vetraria. Commercialmente viene distinto in base al colore: bianco (perfettamente decolorato), mezzo bianco, colorato. In funzione all’ impiego che se ne deve fare, viene scelto l’ossido più adatto (calcio, bario, zinco …).
I vetri borosilicati
Sono di elevata resistenza chimica (per questo detti neutri) e di composizione molto varia: contengono, in genere quantità relativamente elevate di allumina e anidride borica. Questi tipi di vetro vengono usati per la fabbricazione di contenitori per medicinali (flaconi e fiale), per apparecchiature da laboratorio chimico, ecc. Per le loro proprietà sono resistenti al calore e trovano numerosi impieghi per manufatti da forno (vetro Pyrex) o per particolari applicazioni.
Il vetro quarzo
È’ vetro costituito da pura silice. Possiede importanti caratteristiche chimico-fisiche, ma ha elevate temperatura di fusione e alta viscosità. La sua lavorazione quindi è molto costosa.
Il vetro piano
Questi tipi di vetro sono largamente diffusi in edilizia e vengono classificati in base allo spessore della lastra, che può variare da 1,6 mm a 10-14 o anche 17 mm. I vetri artistici La produzione di vetri artistici lavorati a mano necessita di un tempo di lavorazione più lungo. Per questo alla silice si aggiunge una percentuale di sostanze che facilitano le lavorazioni, ma rendono il vetro più fragile.
Il vetro artistico
La produzione di vetri artistici lavorati a mano necessita di un tempo di lavorazione più lungo. Per questo alla silice si aggiunge una percentuale di sostanze che facilitano le lavorazioni, ma rendono il vetro più fragile. Il vetro artistico deve essere anche in grado di accogliere elementi coloranti e discrete dosi di piombo, che ne aumenta la lucentezza e la rifrazione.
Il vetro per ottica
Questo tipo di vetro è destinato alle lenti di occhiali, microscopi e cannocchiali, agli obbiettivi delle macchine fotografiche e delle telecamere: deve essere quindi particolarmente raffinato. Un particolare tipo di vetro, chiamato foto cromico (fotocromatico ), assorbe la luce diventando più scuro, fino al cessare della radiazione luminosa.
I vetri di sicurezza
La fragilità del vetro e la formazione di piccoli e taglienti schegge costituiscono un serio ostacolo all’ impiego delle lastre nelle costruzioni edili. Sono stati quindi studiati vari sistemi per aumentare il grado di sicurezza del vetro. Si fabbricano infatti vetri temperati, oppure vetri retinati (per la presenza di una rete metallica all’interno della lastra) Il vetro retinato è molto utile per gli incendi.
Il vetro per fibre
Le fibre di vetro possono avere un diametro da 1 a 8 micron; notevole è anche l’elasticità alla trazione. Per soffiatura con aria e vapore si ottengono fibre corte e continue, adatte per pannelli isolanti. I vetri per fibre sono: i vetri tessili (paraurti di automobili, scafi di barche,attrezzi sportivi ecc.) lana di vetro o lana di roccia (isolamento di edifici, pareti di frigoriferi, forni, stufe ecc.) e fibre ottiche (telecomunicazioni).
Il vetro camera
E’ composto da due o più lastre; all’interno della vetrata è presente aria disidratata oppure gas isolante. Il vetrocamera garantisce un alto isolamento termico e acustico.
IL RICICLAGGIO
Il vetro è l’unico materiale a possedere una dote preziosa: la riciclabilità totale. Il riciclaggio del vetro consente di risparmiare le materie prime (minerali, sabbia) necessarie per la sua produzione. Il vetro è il materiale “ecologico” per eccellenza. Non è inquinante ed è riutilizzabile per un numero illimitato di volte. Se abbandonata, una bottiglia di questo materiale si decompone solo dopo 4.000 anni. Per questo, è fondamentale separare accuratamente il vetro. Ovviamente, il cosiddetto “rottame di vetro” non può essere riciclato così com’è, deve essere sottoposto a numerose verifiche per eliminare le numerose “impurità” che contiene.
Corning presenta Gorilla Glass NBT il primo vetro speciale progettato per i notebook con tecnologia touch. Ricordiamo che i vetri speciali Gorilla glass sono stati integrati per la prima volta in iPhone e successivamente in un numero sempre crescente di smartphone e tablet. Secondo il costruttore il nuovo Gorilla Glass NBT aumenta da 8 fino a 10 volte la resistenza ai graffi per i computer portatili touch.
Tra le caratteristiche principali una minore probabilità di graffiarsi, il mantenimento nel tempo della qualità di visualizzazione e infine una maggiore resistenza dei pannelli nel tempo, anche dopo esser stato graffiato. Grazie a Gorilla Glass NBT aumenta anche la pressione massima supportata prima che il vetro si spacchi, permettendo allo schermo del notebook di resistere a piccoli urti e colpi che si possono verificare durante l’uso o il trasporto.
Dell è tra i primissimi costruttori ad adottare Gorilla Glass NBT: il costruttore di computer texano ha dichiarato che lancerà una nuova gamma di computer portatili con schermi touch con Gorilla Glass NBT per il settore consumer entro questo autunno. Corning ha dichiarato che Gorilla Glass NBT è già disponibile e che sarà implementato in diversi notebook touch in arrivo dai principali marchi nel corso dei prossimi mesi.
Nella guerra degli smartphone, ogni giorno un nuovo elemento o un nuovo componente rivoluzionario viene annunciato. Questo segmento dell’informatica di consumo è diventato il terreno della sperimentazione dove tutti si confrontano per raggiungere il primato tecnologico. E dopo l’annuncio del Galaxy S4 da parte di Samsung è Apple questa volta a muoversi su più fronti per contrastare la concorrenza del nemico coreano. Dopo l’iWatch, sempre più insistenti voci sui nuovi iPhone di prossima generazione. Questa volta il rumour è sulla scelta del vetro da utilizare per i display del melafonino. Secondo Eric Virey, un analista di Yole Développement pare che Apple potrebbe utilizzare per il nuovo iPhone il vetro denominato zaffiro. Si tratta di un materiale dalle caratteristiche incredibili, inscalfibile (tranne che dal diamante e pochi altri materiali) ed è molto più duro del Gorilla Glassdell’attuale iPhone.
Questo materiale è già largamente in uso in apparecchiature di fascia alta come gli orologi da collezione o come già fa la stessa Apple per coprire l’obiettivo della propria videocamera sull’iPhone. Il problema per un uso su larga scala è il costo di produzione. Mentre ha poca importanza per gli orologi preziosi che, essendo di per se molto costosi, non scoraggiano i produttori a utilizzarli nei loro prodotti, ma il problema del prezzo si pone per i prodotti di fascia consumer come i cellulari. Infatti, il vetro Zaffiro, costa circa 10 volte di più del gorilla glass, ma visti i numeri che macina Apple, questa potrebbe ottenere importanti sconti e far si che il prezzo del prodotto si abbassi molto rapidamente.
Questo semplice annuncio ha scatenato una quantità enorme di rumours sulla rete. Pare infatti che ricercatori americani, ma anche coreani e russi, siano al lavoro per produrre nuove generazioni di vetro zaffiro ultra sottile e con processi di produzione decisamente meno costosi (circa 3 volte soltanto un vetro gorilla glass). La GT Advanced Technologies, un’azienda di Nashua in New Hampshire negli Stati Uniti, sarebbe già in uno stato avanzato nella produzione proprio di questi pannelli di vetro da poter utilizzare come schermo touch per gli smartphone di prossima generazione.
Non si sa se sarà Apple ad annunciare il primo prodotto con questa nuova tecnologia, perché anche Google pare sia interessata anch’essa a questo prodotto per il suo futuro telefonino chiamato (per ora) Google X Phone che dovrebbe vedere la luce alla fine di quest’anno.
Google X Phone
Noi di educazionetecnica.com come sempre vigileremo e racconteremo di ogni novità in tal senso. Restate in linea.
È stata appena completata la realizzazione del più lungo ponte in vetro mai costruito dall’uomo in uno dei parchi nazionali cinesi nella provincia di Hunan, sospeso ad una altezza di 300 metri in una profonda gola naturale.
La silice (SiO2, biossido di silicio) la comune sabbia, è la più importante materia prima per la produzione del vetro. Tuttavia la silice naturale non ha, in generale le caratteristiche necessarie per la produzione del vetro, sia perché forma dei minerali complessi con altri ossidi sia perché contiene degli elementi come il ferro che, anche in piccola quantità, danno al vetro una colorazione indesiderata (verde). Solo silice che contiene meno dello 0,1% di ossido di ferro (Fe2O3) può essere usata per la produzione di lastre e per il vetro usato nell’ottica la quantità accettabile è ancora più bassa, meno dello 0,001%. Nessuna sabbia naturale è in grado di rispondere ai requisiti del vetro per l’ottica; per questo, anche le sabbie dei migliori giacimenti devono essere ulteriormente purificate con speciali trattamenti.
ll vetro può essere forato al trapano con apposite punte diamantate, adeguatamente refrigerate con getto continuo d’acqua. La foratura può essere eseguita da trapani per vetro manuali o a controllo numerico. I fori non devono essere troppo vicini al bordo per evitare rotture dovute alle tensioni interne del pezzo.
Il taglio di piccoli pezzi può essere eseguito a mano con strumenti appositi, ma in generale viene eseguito da un banco di taglio. Questo è un macchinario a controllo numerico che presenta un piano fisso, solitamente vellutato e con fori per generare un cuscino d’aria (utile per lo spostamento del vetro), che viene chiamato anche “pantografo”. Sopra di questo vi è un ponte mobile che tramite un tagliavetro fornito di rotella in carburo di tungsteno o diamante sintetico pratica incisioni sul vetro a seconda della programmazione eseguita. Oggi il taglio è eseguito anche al laser.
Esistono tre modi per smerigliare il vetro:
Il vetro viene sottoposto a una operazione di molatura quando si deve eliminare il bordo che dopo il taglio diventa tagliente e dalla forma irregolare. La molatura quindi è l’operazione che trasporta e re-uniforma definitivamente il bordo del vetro.
Appartiene alla più vasta produzione vetraria. Commercialmente viene distinto in base al colore: bianco (perfettamente decolorato), mezzo bianco, colorato. In funzione all’ impiego che se ne deve fare, viene scelto l’ossido più adatto (calcio, bario, zinco …).
Questo tipo di vetro è destinato alle lenti di occhiali, microscopi e cannocchiali, agli obbiettivi delle macchine fotografiche e delle telecamere: deve essere quindi particolarmente raffinato.
Le fibre di vetro possono avere un diametro da 1 a 8 micron; notevole è anche l’elasticità alla trazione. Per soffiatura con aria e vapore si ottengono fibre corte e continue, adatte per pannelli isolanti. I vetri per fibre sono: i vetri tessili (paraurti di automobili, scafi di barche, attrezzi sportivi ecc.) lana di vetro o lana di roccia (isolamento di edifici, pareti di frigoriferi, forni, stufe ecc.) e fibre ottiche (telecomunicazioni).
E’ composto da due o più lastre; all’interno della vetrata è presente aria disidratata oppure gas isolante. Il vetrocamera garantisce un alto isolamento termico e acustico.
Il vetro ha origini molto antiche e ancora oggi è difficile stabilire con certezza quale popolo possa vantarne la scoperta. Anticamente furono i 
La prima manifattura documentata del vetro si ha in Egitto, nel II millennio a.C., quando fu impiegato nella produzione di stoviglie, altri utensili e monili. Nel I secolo a.C. fu sviluppata la tecnica del soffiaggio, che ha permesso che oggetti prima rari e costosi divenissero molto più comuni. Durante l’Impero Romano il vetro fu plasmato in molte forme, principalmente vasi e bottiglie.
Il vetro curvo è un vetro sottoposto ad un procedimento di riscaldamento graduale ad alte temperature (tra i 500 e i 750 °C circa), fino a diventare abbastanza plastico da aderire (per gravità o costretto in una qualche maniera) ad uno stampo concavo o convesso, disposto orizzontalmente o verticalmente all’interno del forno di curvatura. Non è possibile ottenere un vetro curvo che si adagi sullo stampo esclusivamente sotto l’azione della sua forza peso senza che il vetro stesso non venga segnato dalla tesatura dello stampo, compromettendone la trasparenza e l’uniformità di spessore della lastra. Per tale motivo, in genere l’azione di curvatura della lastra viene coadiuvata da dispositivi meccanici o pneumatici, che agevolano il processo. Il vetro viene raffreddato molto lentamente (“detensionamento” o “ricottura” del vetro), per evitare di indurre tensioni che ne precluderebbero un’eventuale successiva lavorazione o che potrebbero innescare fenomeni di rottura spontanea del materiale. Viceversa, molto più frequentemente per il vetro impiegato nel settore dell’arredamento, il processo di curvatura si conclude con un raffreddamento istantaneo, al fine di ottenere un vetro curvo temprato. Per vetro curvo si intende comunemente il vetro sottoposto alla curvatura lungo un solo asse della lastra (si pensi ad esempio alla curvatura che subisce un foglio di carta quando si tendono ad avvicinare due lati opposti).
Esistono tre modi per smerigliare il vetro:
La fabbricazione e la lavorazione del vetro si articolano in quattro fasi:
Il vetro di Murano è uno dei più preziosi vetri che vengono realizzati in Italia. Lo si realizza, secondo tradizioni antiche di secoli, sulla famosa isola di Murano, vicino Venezia. La scelta di questa isola per realizzare i vetri non fu affatto casuale. I primi forni vi furono installati nel 1291, sia perché Murano era fuori dal centro cittadino, quindi eventuali incendi non avrebbero arrecato grandi danni (i forni all’epoca erano realizzati in legno), sia perché si trovava di tramontana rispetto a Venezia, quindi i fumi della produzione non avrebbero raggiunto la città principale. Esistono diverse tecniche con le quali i mastri vetrai, oggi, producono i loro preziosissimi oggetti, a seconda del tipo di vetro devono realizzare: vetro di Murrina, vetro in piastra, vetro a lume, vetro soffiato.
E’ un prodotto trasparente che trova larga applicazione in molte industrie. La maggior quantità viene utilizzata come detersivo per lavastoviglie ma trova impiego anche nella produzione di pietre d’arte artificiali; serve per indurimento di cementi, marmi e come mezzo sbiancante nelle lavanderie di lana, nella fabbricazione di adesivi, smalti, fiammiferi ecc.
È’ vetro costituito da pura silice. Possiede importanti caratteristiche chimico-fisiche, ma ha elevate temperatura di fusione e alta viscosità. La sua lavorazione quindi è molto costosa.
Questi tipi di vetro sono largamente diffusi in edilizia e vengono classificati in base allo spessore della lastra, che può variare da 1,6 mm a 10-14 o anche 17 mm. I vetri artistici La produzione di vetri artistici lavorati a mano necessita di un tempo di lavorazione più lungo. Per questo alla silice si aggiunge una percentuale di sostanze che facilitano le lavorazioni, ma rendono il vetro più fragile.
La produzione di vetri artistici lavorati a mano necessita di un tempo di lavorazione più lungo. Per questo alla silice si aggiunge una percentuale di sostanze che facilitano le lavorazioni, ma rendono il vetro più fragile. Il vetro artistico deve essere anche in grado di accogliere elementi coloranti e discrete dosi di piombo, che ne aumenta la lucentezza e la rifrazione.
La fragilità del vetro e la formazione di piccoli e taglienti schegge costituiscono un serio ostacolo all’ impiego delle lastre nelle costruzioni edili. Sono stati quindi studiati vari sistemi per aumentare il grado di sicurezza del vetro. Si fabbricano infatti vetri temperati, oppure vetri retinati (per la presenza di una rete metallica all’interno della lastra) Il vetro retinato è molto utile per gli incendi.
Nella guerra degli smartphone, ogni giorno un nuovo elemento o un nuovo componente rivoluzionario viene annunciato. Questo segmento dell’informatica di consumo è diventato il terreno della sperimentazione dove tutti si confrontano per raggiungere il primato tecnologico. E dopo l’annuncio del Galaxy S4 da parte di Samsung è Apple questa volta a muoversi su più fronti per contrastare la concorrenza del nemico coreano. Dopo l’