初出：2019/09/24 Vol.347 ガラスの歴史
改稿：2021/01/22
よっ、はっ・・・おっとっと・・・いやー、ガラス細工って本当に難しいですね。
職人芸の世界だねー。Dr. STONEのカセキ爺さんとか本当にすごいわけで。
はっはっは。そこで、今回はこんなものを用意したぞ！（ブィィィィィイイイイン）
・・・なんですか、その何回やっても倒せない的なサムシングは。
これを使えば送風量を一定に保ちつつ多段階に調節が可能だ！ では早速、最大出力からテストを・・・
そこは出力弱めからじゃないの・・・うひょぉぉぉっ、あぶなっ、溶けたガラスが！
せ、先生！ 尻尾にあっつあつのガラスがかかって燃え上がってますよ！
またFireFoxか。まあ、実験に失敗は付き物だし、誤差の範囲だ！
ギャーーーーーー！
※溶けたガラスは大変危険なので、悪ふざけはやめましょう。
ガラスの歴史
科学動画で、アニメ「Dr. STONE」とのコラボ企画をやりました。
取り扱ったのはガラス。原作でもガラスを作るために素材を集めていました。
原作では4巻、アニメだと11話のエピソードですね。
こうして作られたガラスはあらゆることに応用され、実験器具のみならず、閃光弾やブラックライトにも使われています。
ガラスは人類の発見者が不明なぐらい昔の発明であり、数千年前から利用の痕跡が出土しています。
今回は、そんなガラスに関してのあれこれをご紹介していきましょう。
ガラスの組成・成分的には水晶と同じ
ガラスは、硅砂（二酸化ケイ素）に炭酸カルシウム（石灰石でも貝殻でも）、そこにナトリウム塩やカリウムを加えて高温で溶かしてやれば出来上がります。
ナトリウム塩を多くするとソーダガラス、カリウムだとカリガラスといった感じですね。
そして、一端ガラス化すると、今度は再利用はより低温で可能になるので加工も楽になります。
ガラスは二酸化ケイ素、つまり、そこら辺に落ちている石英や、その結晶である水晶・・・と成分的には同じです。
水晶とガラスの違い・アモルファス
水晶とガラスは成分的には同じですが、では違いはというと、水晶が結晶構造を取っているのに対して、ガラスはそうではないところです。
水晶は結晶といって二酸化ケイ素同士がしっかりと繋がっており、結晶構造を分子的にとってキッチリ並んでいる状態です。
一方でガラスは、まるで液体のように自在に存在しているが・・・温度的に固体として固まっている曖昧な状態で、非晶質、アモルファスと呼びます。
液体か固体かといわれれば固体だけど、液体の性質を残したまま固体になっているという感じです。
言ってもそんなに特別なものではなく、例えば氷砂糖は砂糖の結晶、飴玉は砂糖のアモルファスなわけです。
ちなみに水晶とガラスは結晶質と非晶質の差で、熱の伝わりが顕著に違います。同じ大きさのビー玉と水晶玉があっても手に持つと水晶玉はひんやりしているのですぐに分かります。
色付きガラスや蛍光性ガラス
またそこに、不純物として他の金属イオンが入ると色が乗ります。
これがウランのような元素だとウランガラスといってブラックライトでピカーっと光る特殊なガラスになるわけです。
蛍光性ガラスというのは実は意外と多くて、銅も薄青にじわっと光りますし、カドミウムや錫といった元素も入っていると光ります。
そういったガラスは骨董品などにけっこう使われており、粗大ゴミ置き場などで照らすと思わぬお宝が発見できることもあります。
オススメのUVライト・ガラスが目に見える理由
光らせるためのUV LEDライトについては過去にオススメの記事があるので興味のある人は関連記事からどうぞ。
手頃なのはこの辺ですね。
しかし透明のガラスがどうして目に見えるのでしょう？
それは空気とガラスは屈折率といって光の通る曲がり具合が違うからです。故にキラキラして見えて手に取ってみることができるわけです。
ちなみにガラスの屈折率は食用油と近いため、ガラスを油にいれるとほぼ見えなくなります。
著者紹介
作家、科学監修。「科学は楽しい！」を広めるため科学書分野で20年以上活動。著作「アリエナイ理科」シリーズ累計5０万部突破。原作を務めるコミックス「科学はすべてを解決する!!」も50万部を超える。著作「アリエナクナイ科学ノ教科書」が第49回・星雲賞ノンフィクション部門を受賞。週刊少年ジャンプ連載「Dr.STONE」においては漫画／アニメ共に科学監修を担当。TV番組「世界一受けたい授業」「笑神様は突然に・・・」NHK「沼にハマってきいてみた」等に出演。ゲーム実況者集団「主役は我々だ！」と１００万再生を超えるYouTube科学動画を多数共同製作。独自YouTubeチャンネル「科学はすべてを解決する！」チャンネル約30万登録やTwitterフォロワー１6万人以上。教育系クリエイターとして注目されている。関連情報は https://twitter.com/reraku
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参考
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