5 تطوير تقنيات من شأنها أن تحدد مستقبل الزجاج
Share this blog:
تتطور صناعة الزجاج باستمرار. تعرف على التقنيات المذهلة التي قد تشكل مستقبلها.
تعود أقدم نماذج الزجاج إلى الألفية الثالثة قبل الميلاد. وعلى مر آلاف السنين، ظلّ شيء واحد ثابتًا: يُصنع الزجاج من رمال مُعرّضة لدرجات حرارة عالية. إلا أن تفاصيل التصنيع تطورت بشكل كبير.
في القرن الأول قبل الميلاد، تم اكتشاف نفخ الزجاج - وهي الطريقة المستخدمة حتى يومنا هذا. ومنذ ذلك الحين، بدأ المصنعون في استخدام الأفران الصناعية وأحزمة النقل وآلات التحكم الرقمي بالكمبيوتر، وصولاً إلى استخدام الذكاء الاصطناعي في عملية التصنيع اليوم.
It's not just the methods that have changed. Innovations like
toughened glass,
laminated glass and
fire-resistant glass were all unknown before the 20th century.
ولكن صناعة الزجاج لا تكتفي بما حققته من نجاحات. فما زال المطورون والمخترعون والمصنعون يستكشفون إمكانيات المنتجات الجديدة ــ المنتجات التي قد تحدد مستقبل الزجاج. وفي هذه المقالة، نلقي نظرة على خمسة من أكثر هذه المنتجات إثارة.
1. زجاج مرن
طُرحت فكرة الزجاج المرن منذ عهد تيبيريوس قيصر في القرن الأول الميلادي على الأقل. لكن المؤرخين يجادلون بأن تلك الإشارات المبكرة تحمل في طياتها مسحة من الخيال.
ومع ذلك، لا يزال الزجاج المرن موجودًا اليوم، وإن كان كمنتج متخصص. في عام 2012، كشفت شركة كورنينج عن زجاج ويلو: وهو نوع من الزجاج القابل للانحناء يمكن قطعه بالليزر إلى صفائح ضخمة.
وبعد ذلك، في عام 2019، اكتشف فريق من جامعة ليون نوعًا من الزجاج المعتمد على الألومنيوم والذي يمكن تمديده في درجة حرارة الغرفة دون أن ينكسر.
يُصنع معظم الزجاج من السيليكا. تركيبه الكيميائي يجعل ثنيه دون كسر أمرًا مستحيلًا. لكن هذا الزجاج المصنوع من الألومنيوم يتصرف كالمعادن.
ولكن ما هي الاستخدامات التي قد تستخدم فيها هذه المادة؟ يعتقد البعض أنها قد تستخدم في صنع أجهزة إلكترونية مرنة ــ مثل الهواتف الذكية التي تُلبس على شكل سوار، أو الأجهزة اللوحية التي تطوى مثل الكتب الورقية.
ولكن هذا الحلم لا يزال بعيد المنال، ويرجع هذا جزئياً إلى أننا لا نملك حتى الآن شرائح كمبيوتر أو بطاريات قابلة للثني. ولكن من يدري؟ ربما يصبح الزجاج المرن في كل مكان حولنا في يوم من الأيام.
2. الألواح الشمسية الشفافة
هل يمكن للزجاج أن يولّد الكهرباء؟ هل يمكن لنوافذك أن تزود منزلك وأجهزتك بالطاقة؟ الإجابة هي "نعم" بكل تأكيد.
نجح علماء سويسريون في تطوير ما يسمى بـ "خلايا جراتزل" - وهي خلايا شمسية مصبوغة بالحساسية (DSCs) تعمل على تحويل الضوء المرئي إلى طاقة.
إنها شفافة، ورخيصة الثمن، ويمكن إنتاجها بمجموعة واسعة من الألوان. ورغم أنها لم تصبح بعد اسماً مألوفاً، فقد قامت بعض الأسر ذات التفكير المستقبلي بالفعل بتركيبها في فتحات السقف والواجهات الزجاجية والصوبات الزراعية.
من أبرز استخدامات لوحات DSCs ليس في البيئة المنزلية، بل في مدرسة كوبنهاغن الدولية. أحد مبانيها مغطى بحوالي 12,000 لوحة DSCs زرقاء.
إذا طُبِّقت هذه الألواح بكفاءة، فقد تُشكِّل إضافةً رائعةً لثورة الألواح الشمسية. فعلى عكس الألواح الشمسية الحالية، تندمج هذه الألواح بسلاسة مع البيئة المحيطة.
ومن يدري إلى أين قد تأخذنا هذه؟ ناطحة سحاب مزودة بخلايا شمسية شمسية تعمل كمزرعة شمسية عمودية؟ ترقبوا هذا...
3. زجاج خفيف الوزن
لاحظ الكثيرون أن التكنولوجيا في القرن الحادي والعشرين قد انطوت على الكثير من التخفيض في الوزن، بما في ذلك الزجاج، الذي أصبح الآن أرق وأخف وزنًا من أي وقت مضى.
هذا ليس مجرد خيار جمالي لجعل منتجات آبل تبدو أنيقة، بل هو أيضًا وسيلة لتقليل انبعاثات الكربون في إنتاج الزجاج.
في المتوسط، أصبح الزجاج اليوم أخف وزنًا 30% وأقل استهلاكًا للطاقة 70% من 50 عامًا مضت - وهو يزداد رقة فقط.
يمكن استخدام الزجاج فائق النحافة وخفيف الوزن في جميع أنواع التطبيقات - من العدسات البصرية إلى شاشات الهواتف إلى الزجاجات الزجاجية.
هذا ممكن جزئيًا بفضل المواد الجديدة. يُستخدم الزجاج المصنوع من التيتانيوم والزركونيوم الآن في بعض هذه التطبيقات. ويشير محللو الصناعة إلى أنه سيُستخدم قريبًا في النوافذ والأبواب أيضًا.
5. زجاج ذاتي الشفاء
ربما يكون من المدهش أن المواد ذاتية الشفاء ليست جديدة. على سبيل المثال، استخدم الرومان القدماء نوعًا من الخرسانة المصنوعة من ملاط الجير. أي شقوق كانت تلتئم ذاتيًا.
أما الزجاج، فهو مسألة أخرى. أليس من البديهي أن الشق في قطعة زجاج لا يلتئم ذاتيًا؟
في الواقع، اكتشف فريق من العلماء الإسرائيليين والأمريكيين الشماليين زجاجًا قادرًا على التجميع الذاتي والشفاء الذاتي عن طريق خلط ببتيد معين (سلسلة من الأحماض الأمينية) مع الماء.
المادة الناتجة قوية للغاية وشفافة كالزجاج العادي. وقد وجد الباحثون أنه يمكن استخدامها في صناعة ألواح وطلاءات الزجاج، وربما في صناعة العدسات البصرية.
Self-healing glass shouldn't be confused with self-cleaning glass.
يتوفر حاليًا في السوق نوعان من الزجاج ذاتي التنظيف: زجاج كاره للماء وزجاج محب للماء. كلاهما ينظف نفسه باستخدام قطرات الماء.
هناك أيضًا "زجاج مضاد للميكروبات". يحتوي هذا الزجاج على أيونات الفضة التي تقضي على 99.9% من البكتيريا على السطح.
6. زجاج ذكي
وأخيرا، هناك الزجاج الذكي: وهو نوع من الزجاج يمكن تحويله من شفاف إلى معتم بلمسة زر واحدة.
يُستخدم الزجاج الذكي في مجالات متنوعة، بدءًا من أسقف السيارات وصولًا إلى حواجز المكاتب، ومن أبواب الدش في الحمامات المنزلية إلى حواجز الخصوصية في العيادات والمستشفيات. كما يُمكن استخدامه كشاشة عرض في المكاتب أو متاجر التجزئة.
يعمل بطرق مختلفة، لكن معظم أنواع الزجاج الذكي تحتوي على عناصر دقيقة يُعاد ترتيبها بواسطة تيار كهربائي. عند انقطاع التيار، تحجب هذه العناصر الدقيقة - سواءً كانت بلورات سائلة مشتتة بالبوليمر، أو ستائر معدنية، أو جسيمات تشبه القضبان، أو أيونات ليثيوم - الضوء. أما عند تشغيل التيار، فتتشتت هذه العناصر، مما يسمح بمرور الضوء.
الزجاج الذكي موفر للطاقة ومتعدد الاستخدامات، مما يوفر الخصوصية عند الحاجة. ولا شك أنه سيصبح عنصرًا أساسيًا في حياة المهندسين المعماريين والمصممين في السنوات القادمة.
At ToughGlaze, we have our own type of smart glass,
TG SWITCH. It's an example of how committed we are to staying ahead of the curve with high-quality products that can be cut to meet your requirements.
Interested in exploring the potential of
smart switch glass? Don't hesitate to
get in touch for a quick, competitive quote.
