玻璃是怎么制造出来的？材料科学居然如此迷人

在动画电影《虎皮萌企鹅》中，企鹅莫里斯要给他的鱼儿子重新打造一个玻璃小屋。只见他捧起沙子倒入容器内，加热一段时间后就吹出一个玻璃球。

你会不会以为这真的只是童话故事里的幻想？事实上，制作玻璃的原材料，还确实是沙子，或者说，是沙子中的主要成分——二氧化硅。

只不过，沙子的熔点高达1200摄氏度，像电影中莫里斯那样，靠普通燃料加温是达不到这么高温度的。

历史上，第一颗原子弹的爆炸现场，在爆炸点附近就发现了玻璃状的物质。这就是核弹爆炸时产生的高温使沙漠中的沙子熔化，凝结成了玻璃状的物体。因为第一颗原子弹代号名为“Trinity”，因此在核爆现场产生的这种玻璃又被称为“Trinitite”。

在爆炸后的弹坑中散落着很多这样的玻璃碎块，多为橄榄绿色。因此，在一些艺术创作中，人们会用绿色来代表核污染。比如在动画片《辛普森一家》里，辛普森从核电厂拿的燃料棒就是绿色的。

实际上，燃料棒被放在合金管中，一般呈银白色。

闪电击中地面时产生的瞬间高温也有可能形成玻璃，被称作闪电熔岩。产生这种现象的前提是地面土壤中的二氧化硅含量超过50%，氧化铝大约在20%左右才行，所以闪电熔岩多数都产生于沙漠之中。

闪电熔岩含有很多气泡。久远时代的闪电熔岩就自然保存了那个时期的空气。科学家们可以通过研究这些气体，了解该地区的气候历史。

靠闪电来制作玻璃，随机性太大。不过，古埃及人早在4000年前就开始制作玻璃了，估计这和他们地处沙漠的地利条件有关。那时玻璃一般用于制作首饰或者酒具等，属于奢侈品。

2000年前，古罗马人掌握了低温制作玻璃的工艺。随着制作成本的下降，产量上升，价格也不再高高在上，玻璃制品开始进入人们的日常生活了。

玻璃窗就是从那个时候开始兴起的。在那之前，人们都是用窗帘来遮挡风雨。不过，因为那时还不能制作大块的平面玻璃，需要把窗户分割成很多小块。为了美观，人们会用不同颜色的玻璃来搭配，甚至组成图案。后来，表现宗教故事的彩绘玻璃窗逐步发展为哥特式建筑的主要特色。

我们中国在约2000年前，也有过人工制作玻璃的记载。但后来这种技艺失传了。直到1000多年前的宋元年间才又开始制造玻璃，只是成品的质量一直不如人意，一盛热酒就会碎。相比之下，我们在陶瓷方面的工艺日趋精湛。用陶瓷制作餐具、酒具实用又美观。在很多方面，陶瓷都能够完美地取代玻璃。估计就是这个原因，玻璃工艺在我国迟迟没有得到发展。

英国科普作家马克·米奥多尼克在《迷人的材料》一书中指出，或许正是因为中国的玻璃技术落后于西方，没能同步发明望远镜和显微镜，才使得17世纪时西方的科学发展独领风骚。

比尔·盖茨曾经在博客中专门推荐这本《迷人的材料》。他称赞作者米奥多尼克“诙谐、聪明”，所写的文章读起来浪漫又轻松，充分展现了其专业资质和水平。

米奥多尼克是英国皇家工程学会会士，担任伦敦大学学院材料科学教授，曾入选《泰晤士报》"英国百大影响力科学家"。他热衷于科普材料科学，担任过多部科普纪录片的主持人。

他所撰写的这本《迷人的材料》荣获2014年英国皇家学会科学图书奖，并被《纽约时报》评为“2014年值得阅读的一百本书”之一。

除了玻璃之外，他在书中还介绍了钢、混凝土、纸、塑料、瓷器及巧克力等9种材料。他会提到这些材料的起源，也会谈到他们的现状和发展，对于人类发展做出的贡献等等。