Nelle cattedrali europee medievali, il vetro a volte sembra strano. Alcuni pannelli sono più spessi nella parte inferiore di quanto non siano nella parte superiore. Il vetro apparentemente solido sembra essersi sciolto. Questa è la prova, dicono le guide turistiche, voci su Internet e anche gli insegnanti di chimica delle scuole superiori, che il vetro è in realtà un liquido. E, poiché il vetro è duro, deve essere un liquido super raffreddato.
Il vetro, tuttavia, non è in realtà né un liquido-sottoraffreddato o altrimenti-né un solido., È un solido amorfo-uno stato da qualche parte tra questi due stati della materia. Eppure le proprietà liquide del vetro non sono sufficienti a spiegare le finestre dal fondo più spesso, perché gli atomi di vetro si muovono troppo lentamente perché i cambiamenti siano visibili.
I solidi sono strutture altamente organizzate. Includono cristalli, come zucchero e sale, con i loro milioni di atomi allineati in fila, spiega Mark Ediger, professore di chimica presso l’Università del Wisconsin, Madison. “I liquidi e gli occhiali non hanno quell’ordine”, osserva., Gli occhiali, anche se più organizzati dei liquidi, non raggiungono il rigido ordine dei cristalli. “Amorfo significa che non ha quell’ordine a lungo raggio”, dice Ediger. Con un “solido – se lo afferri, mantiene la sua forma”, aggiunge.
Quando il vetro è fatto, il materiale (spesso contenente silice) viene rapidamente raffreddato dal suo stato liquido, ma non solidifica quando la sua temperatura scende al di sotto del suo punto di fusione. In questa fase, il materiale è un liquido sottoraffreddato, uno stato intermedio tra liquido e vetro. Per diventare un solido amorfo, il materiale viene ulteriormente raffreddato, al di sotto della temperatura di transizione vetrosa., Passato questo punto, il movimento molecolare degli atomi del materiale ha rallentato fino a quasi fermarsi e il materiale ora è un vetro. Questa nuova struttura non è organizzata come un cristallo, perché non si è congelata, ma è più organizzata di un liquido. Per scopi pratici, come tenere un drink, il vetro è come un solido, dice Ediger, anche se disorganizzato.
Come i liquidi, questi solidi disorganizzati possono fluire, anche se molto lentamente. Per lunghi periodi di tempo, le molecole che compongono il vetro si spostano per depositarsi in una formazione più stabile e cristallizzata, spiega Ediger., Più il vetro è vicino alla sua temperatura di transizione vetrosa, più si sposta; più lontano da quel punto di passaggio, più lentamente le sue molecole si muovono e più sembra solido.
Qualunque vetro flusso gestisce, tuttavia, non spiega il motivo per cui alcune finestre antiche sono più spessi nella parte inferiore. Altri occhiali ancora più vecchi non condividono lo stesso aspetto fuso. In effetti, le antiche navi egiziane non hanno nulla di tutto questo cedimento, dice Robert Brill, un ricercatore di vetro antico presso il Corning Museum of Glass di Corning, N. Y., Inoltre, il vetro della cattedrale non dovrebbe fluire perché è centinaia di gradi al di sotto della sua temperatura di transizione vetrosa, aggiunge Ediger. Un modello matematico mostra che ci vorrebbe più tempo di quanto l’universo sia esistito per il vetro della cattedrale a temperatura ambiente per riorganizzarsi per apparire fuso.
Perché il vecchio vetro europeo è più spesso ad un’estremità probabilmente dipende da come è stato realizzato il vetro. A quel tempo, i soffiatori di vetro creavano cilindri di vetro che venivano poi appiattiti per creare lastre di vetro., I pezzi risultanti potrebbero non essere mai stati uniformemente piatti e i lavoratori che installano le finestre preferivano, per un motivo o per l’altro, mettere i lati più spessi del riquadro in basso. Questo dà loro un aspetto fuso, ma non significa che il vetro sia un vero liquido.