Глядя на стекло, трудно представить себе, что этот материал обладает достаточно сложной структурой. Он кажется абсолютно аморфным, хотя на самом деле подобное представление ошибочно. Как ни странно, но современной науке потребовались столетия, чтобы понять это.
Не кристалл и не жидкость
Внешне стекло очень напоминает лед. Между ними можно провести определенные параллели: оба вещества образуются из кристаллов (воды или кварца), которые вначале плавятся, а затем, быстро остывая, приобретают столь необычный внешний вид.
В 20-е гг. прошлого века появилась так называемая «кристаллитная» теория, которая предполагала, что основа стекла — это субмикроскопические кристаллы, расположенные в хаотическом порядке. Чтобы доказать ее, была создана целая лаборатория, занимавшаяся исключительно изучением данного вопроса. В качестве основного метода исследования использовалось рассеивание рентгеновского излучения. Полученные результаты не смогли подтвердить выдвинутую гипотезу, однако послужили серьезным толчком для развития науки о стекле в целом.
Большего успеха удалось достичь В. Захариасену, который утверждал, что в основе лежат структуры, присущие и кристаллам, но сочлененные между собой без строгой периодичности. В итоге «буржуазная наука» все-таки взяла верх: идеи, высказанные шведским исследователем, оказались ближе к истине и к современным представлениям о том, как же все-таки устроено стекло. Не влезая в дебри физики и химии, можно сказать, что оно не является ни кристаллическим твердым телом, чьи атомы расположены в строгом порядке, образуя так называемую кристаллическую решетку, ни сверхвязкой жидкостью, в которой упорядочены относительно друг друга лишь соседние молекулы.
В связи с этим даже появилась необходимость ввести такое понятие как «стеклообразное состояние», которое, несмотря на целое столетие напряженных научных исследований, до сих пор привлекает внимание многих ученых (причем как теоретиков, так и практиков). Во многом это обусловлено тем, что само понятие «стекло» является достаточно условным. Для изготовления данного материала может использоваться различное сырье. Также следует учесть добавки, предназначенные для придания стеклу особых свойств. Чем больше компонентов входит в состав исходной смеси (так называемой шихты), тем сложнее будет структура конечного продукта.