Пластик против стекла: кто победит в войне химиков, и какие очки опасны за рулем

История стекла насчитывает около шести тысячелетий, а его родиной принято считать Древний Египет. В одном из музеев Берлина хранится старейшее доказательство обработки стекла человеком – найденная на территории Греции бусина, которой около 5,5 тысячи лет. О других интересных фактах и об экспериментах со стеклом рассказали в программе "Знаете ли вы, что?" с Алексеем Иванченко на РЕН ТВ.

Эксперимент № 1. Поможет ли водителю кондиционер для белья во время сильного ливня

Во время ливня вероятность попасть в ДТП увеличивается в 2,5 раза. Потому что потоки воды на проезжей части ухудшают сцепление покрышек с асфальтом, увеличивают тормозной путь и затрудняют обзор.

Чтобы видеть лучше, ветровое стекло можно обработать специальным гидрофобным составом. Или использовать… кондиционер для белья. Потому что вода его якобы тоже боится.

Экспериментаторы решили это проверить. А помог им в этом певец Данко, который на дороге чувствует себя как рыба в воде.

Они усадили любимого исполнителя за руль и отправили его колесить по Москве на автомобиле, ветровое стекло которого обработано самым лучшим жидким кондиционером.

В его составе есть так называемые "эстеркваты" – поверхностно-активные вещества, которые смягчают белье и избавляют его от статического электричества. На стекле эстеркваты в теории должны образовать пленку, которая будет отталкивать влагу.

"Имитируем дождь во время московской ночи. Давайте я поимитирую… "По Садовому кольцу я лечу и брызгаю на лобовуху", – пропел певец и автор песен Данко.

На первый взгляд ополаскиватель действительно помог. Вода не заливает стекло, а собирается в отдельные капли, которые не мешают обзору. Вот только этот гидрофобный эффект сохраняется ровно до тех пор, пока в работу не включаются щетки стеклоочистителя.

"Вы вот так вот делаете, и все, просто до свидания, обзор. Вы хотите, чтобы вообще было ничего не видно? Залейте ополаскиватель в бачок, и вы ничего не увидите", – предупредил певец.

Почему кондиционер для белья превратился в размазню? Потому что в его составе, кроме эстеркватов, есть много другой химии, которая хорошо работает в барабане стиральной машинки, но не на стекле автомобиля.

"Это антистатики, различные смягчители, консерванты. Все эти вещества и многие другие, соответственно, будут оставаться на лобовом стекле. Когда этот кондиционер высохнет, то на поверхности лобового стекла образуется пленка из этих всех веществ. Она будет затруднять видимость", – пояснила ведущий специалист РЭУ им. Г.В. Плеханова Анастасия Анпилова.

Зачем водителям желтые очки

Чтобы лучше видеть дорогу ночью или в густом тумане, водители надевают очки с желтыми линзами. Потому что желтый увеличивает контрастность в условиях слабого освещения. Благодаря этому машины и ограждения на дороге видны более четко. А вот надевать за рулем розовые очки – плохая идея.

"Они отсекают часть видимого спектра, конкретно синие и зеленые цвета, и за счет этого водители видят цвета иначе. Например, цвет светофора может выглядеть совершенно иным, и поэтому сигнал будет плохо считан водителем", – уточнил физик Максим Еськин.

Зачем строителям розовые очки

Шоферам розовые очки мешают, а строителям помогают. Потому что этот цвет блокирует синюю часть спектра, в результате чего лазерные лучи, с помощью которых выравнивают стены, полы и потолки, становятся заметнее.

Чтобы это доказать, нарисуем солнышко и посмотрим на него сквозь красные линзы.

"Изображение видно на камере. А теперь мы поставим перед камерой очки – видно, что изображение пропало. Уберем очки – изображение снова появилось. Мы убедились, что красные стекла очков не пропускают коротковолновую часть излучения, пропускают только длинноволновый красный свет", – сообщил физик Алексей Соколов.

Эксперимент № 2. Почему у оконных стекол идеальная поверхность

Знаете ли вы, почему оконные стекла имеют идеальную поверхность? На них нет ни одного изъяна. Для того, чтобы объяснить, как это достигается, ведущему понадобилось расплавленное стекло, расплавленное олово и лист идеально отполированной нержавейки.

Алексей Иванченко взял пропаново-кислородную горелку, от стеклянного прута расплавил капельку и капнул ее на нержавеющую, идеально отполированную поверхность. А вторую каплю – на расплавленное олово. После этого сравнил две поверхности стекла.

Первая поверхность стала неровной – ребристой и волнистой. Дело в том, что как бы идеально ни была отполирована поверхность, на ней все равно есть пылинки, какие-то микротрещины, впадинки и так далее. И стекло все это передает.

А вот жидкость всегда идеально ровная. И поскольку стекло менее плотное, чем олово, оно не тонет, а всегда остается на поверхности. И получается, что одна жидкость соприкасается с поверхностью другой жидкости и принимает ее идеальную форму. Вот так получается поверхность стекла без единого изъяна.

Как стекло помогает химикам

Пластиковую посуду, в отличие от стеклянной, разбить трудно. Но почему тогда в химических лабораториях используют исключительно стеклянные мензурки, пробирки и реторты? По какой причине сосуды для кислот и щелочей не делают из удобного и безопасного пластика? Например, из того же поликарбоната?

Все дело в том, что силикатное стекло, в отличие от органических полимеров, химически инертно.

"Инертность стекла – это способность не растворяться и не диссоциировать в раствор. Щелочи, кислоты, растворители, какие-то реактивы хранят в стекле, потому что стекло не реагирует с ними", – пояснил руководитель отдела исследований компании-производителя стекла Евгений Васильев.

Чтобы это продемонстрировать, провели простой эксперимент. Экспериментаторы взяли образец стекла и искупали его поочередно в сильных растворителях – ацетоне, дихлорметане и этилацетате.

"Высушиваем и не видим никаких изменений", – сообщил Евгений Васильев.

Затем проделали то же самое с поликарбонатом – пластиком, из которого делают пуленепробиваемые щиты и бутылки, которые невозможно разбить.

"Его поверхность стала вязкой, то есть он уже частично набух. У полимеров есть такое понятие, как набухание, когда растворитель набивается в толщу полимера. И как раз это происходит с поликарбонатом. Как видите, образец стал таким даже липким", – отметил эксперт.

Как делают стекло для смартфонов

Экраны почти всех смартфонов делают из химически закаленного стекла. Чтобы его получить, стеклянные пластины погружают в ванну с расплавленным нитратом калия. После такого купания гаджеты перестают бояться ногтей и легко переживают падение из кармана на пол.

Однако химическая закалка не спасает их от более серьезной динамической нагрузки.

Эксперимент № 3. Что такое процесс закалки

А вот стекла, которые устанавливают в кассах банков, не боятся никаких ударов. Они готовы поспорить даже с пулей – потому что их закаливают по-другому.

Есть один очень красивый эксперимент, который называется "слеза Руперта". И он полностью объясняет, что такое процесс закалки.

Сначала ведущий раскалил стекло до текучего состояния – стеклянная палочка раскалилась, что называется, докрасна. Капля стекла упала в холодную воду, мгновенно остыв. Это и есть процесс закалки: сильный нагрев и очень быстрое охлаждение.

Затем ведущий достал эту каплю из воды. В чем разница между каплей и исходной стеклянной палочкой? Первая – это обычное стекло, незакаленное. Оно разлетается.

Но "слеза Руперта" – это уже закаленное стекло и обладает совершенно другими свойствами. Говорят, что эта "слеза" может выдержать давление до 20 тонн. Но у нее есть слабое место – это хвостик. Ведущий зажал "слезу" в тиски и совсем небольшим усилием отломил его. Мгновение, и капля просто рассыпалась в пыль. Этот хвостик называется точкой напряжения.

Зачем в иллюминаторах самолетов делают дырки

Знаете, почему иллюминаторы самолетов делают округлыми, а не угловатыми? Потому что нагрузка в этом случае распределяется по стеклу более равномерно.

Но вот вопрос: зачем в иллюминаторах проделывают маленькие отверстия? Вряд ли вы их замечали, но они есть. В абсолютно всех окнах пассажирских лайнеров.

"Самолет достаточно быстро набирает высоту, в салоне и за бортом происходит быстрое изменение давления. Через это отверстие избыточный воздух и избыточное давление в межстекольном пространстве убывает. И наоборот, когда самолет начинает снижаться, через это отверстие выравнивается давление между стеклами, чтобы их оставить в целости и сохранности", – объяснил руководитель летной школы Юрий Никитин.

Есть у "дыхательного клапана" (именно так на языке авиаторов называется отверстие в иллюминаторе) и еще одна важная функция. Он спасает окна от обледенения. Без него на высоте 11 тысяч метров мы не смогли бы наблюдать всю эту красоту.

"За бортом на высоте температура достигает минус 50 градусов, а в салоне у нас теплый и влажный воздух. Из-за этого может возникать конденсат. Этот клапан еще осуществляет функцию сушительного клапана, не дает возникать конденсату и производить запотевание стекол", – подчеркнул эксперт.

Даже скорость интернета зависит от стекла

Мало кто догадывается, что без стекла у людей не было бы самого главного в их жизни – быстрого интернета. Дело в том, что мгновенно передавать данные на расстояния в тысячи километров по медным или алюминиевым проводам невозможно. Из-за электрического сопротивления, которым обладает любой металлический проводник, часть информации неизбежно терялась бы.

А вот по стеклянным жилам оптического кабеля биты и байты долетают до адресата без потерь со скоростью света. К тому же стеклянный провод стоит в разы дешевле металлического. Ведь песок, из которого его делают, лежит прямо под ногами.