История стекла. От стеклянного оружия до стекол иллюминаторов космических кораблей — страница 5 из 27

К сожалению, как бы ни было прекрасно венецианское стекло, но с конца XVII до середины XIX века производство находилось в упадке. Причин несколько. Активно развивался атлантический торговый путь, не включавший в себя итальянские земли. Другие европейские страны не теряли времени даром. Английский хрусталь и твердое богемское стекло все сильнее завоевывали сердца потребителей.

Венецианцы предпринимали попытки вывода промышленности из кризиса, но все окончательно сошло на нет в 1797 году. Тогда Венецианская республика потеряла независимость в борьбе с Бонапартом. Ее территорию разделили между собой Франция, Австрия и Цизальпинская республика (часть объединившихся под началом Наполеона итальянских земель). К сожалению, остров Мурано лишился сырьевой базы: песок вынудили импортировать из карьеров Фонтенбло, а это было далеко. Австрийцы облагали все это гигантским налогом, так как поддерживали собственное производство. Ремесленники оказались в бедственном положении. Многие мастерские тогда были закрыты, печи остановлены – дело немыслимое, их работа не прекращалась на протяжении почти десяти столетий.

Но в 1859 году итальянский адвокат Антонио Сальвиати начал восстанавливать разрушенную промышленность. Для этого были привлечены все оставшиеся на острове мастера, энтузиасты из соседних областей, приглашенные инвесторы. Занимались возрождением утраченных рецептов, техник и технологий производства. Позже открыли школу стеклодувов и музей, которые успешно существуют и сегодня. Нужно сказать, что принцип передачи дела от отца к сыну никуда не делся. Например, до сих пор существует фирма семьи Баровьер, член которой пять столетий назад работал над созданием прозрачного стекла.

В XVII веке в Западной Европе научились делать привычные нам прямоугольные оконные стёкла. Для этого изготавливали стеклянный цилиндр, разрезали его в продольном направлении и аккуратно растягивали. Приблизительно в это же время вино впервые стали продавать в стеклянных бутылках. В 1661 году англичанин Джон Колнет запатентовал винную бутылку и извлёк из этого немалую прибыль. Бутылка Колнета была сделана из темного, крепкого и тяжелого стекла. Тело было шарообразным, а дно слегка приплюснуто для устойчивости. Вокруг горлышка, на несколько сантиметров от конца, располагалось кольцо для упрочнения, а также, чтобы удерживать веревку, которая фиксировала пробку.

В последующие 30–40 лет, форма бутылки стала более цилиндрической, а горлышко короче. Новое изобретение произвело революцию в торговле вином, стремительно распространяясь по европейским странам. До этого новшества, бутылки никогда не продавались с их содержимым. Это была домашняя посуда. Подобно чашкам и тарелкам бутылки постоянно мылись и заново использовались. Во второй половине XVIII века стеклоделие из «тайного знания» наконец превратилось в науку в современном смысле этого слова, дисциплину на стыке физики и химии. В этом немалая заслуга светила российской науки Михаила Васильевича Ломоносова. В 1748 году благодаря усилиям Ломоносова при Академии была открыта научно-исследовательская Химическая лаборатория. Здесь учёный провёл более четырех тысяч опытов, разрабатывая день за днём, месяц за месяцем технологию цветных стёкол – прозрачных и непрозрачных. Работы проводились на чрезвычайно высоком методическом уровне: строго соблюдалось единообразие условий опытов – при изучении качественного влияния какого-либо одного фактора, соблюдались все меры, чтобы действие остальных технологических параметров эксперимента оставались постоянными. Соблюдалась строгая количественная дозировка компонентов, с точностью до 1 грана (0,0625 г). Полученные образцы хранились в строгой системе в специальных пронумерованных ящиках.

Ища поддержки и субсидий для развития своих исследований, Ломоносов создал уникальное литературное произведение. Это весьма объёмная (три тысячи слов) поэма, озаглавленная «Письмо о пользе Стекла к высокопревосходительному господину генералу-поручику действительному Ея Императорскаго Величества камергеру, Московскаго университета куратору, и орденов Белаго Орла, Святаго Александра и Святыя Анны кавалеру Ивану Ивановичу Шувалову, писанное в 1752 году». В середине 1750-х годов Михайло Васильевич основал на пожалованных казной землях в деревне Усть-Рудица близ Ораниенбаума стекольный завод, существеннейшей частью которого была химическая лаборатория. Параллельно он занимался общей физической теорией цвета. В числе прочего ему удалось заново открыть и сделать всеобщим достоянием секрет «золотого рубина», столь тщательно оберегаемый Кункелем.

Итак, в течение XVIII века была подробно разработана методика получения стеклянных масс, имеющих самые разнообразные свойства. Ознакомиться с рецептами мог каждый, кто имел соответствующее образование.

Во второй половине XIX века производство стекла начали механизировать. Основой для механизации послужила созданная в Германии Сименсом в 1870 году первая непрерывно действующая стекловаренная ванная печь. Вскоре появились стеклоформующие машины для выдувания банок, бутылок, стаканов, колб электроламп. В конце века по способу, предложенному в Англии Любберсом и Чемберсом, было налажено механизированное производство выдувных стеклянных цилиндров, которые затем разглаживали в листы оконного стекла. В 1902 году бельгиец Эмиль Фурко получил патент на механизированный способ вытягивания непрерывной ленты стекла из стекломассы в ванной печи с применением специального огнеупорного поплавка (лодки). Современный агрегат для изготовление бутылок работает днём и ночью и в течение суток производит 200 тысяч изделий.

Механизация сделала стекло одним из самых дешёвых и обыденных материалов, но художественное стеклоделие, пережив некоторый упадок в конце XIX века, отнюдь не кануло в прошлое, а пришло к новому расцвету, сохранив в употреблении старые добрые инструменты: стеклодувную трубку, ножницы и клещи, и в то же время активно используя новые технологии.

Ставший таким привычным и обыденным, материал до сих во многом составляет загадку для физиков. На сегодняшний момент не существует общепризнанной, удовлетворяющей всех теории структуры стекла. Любопытствующих принято удивлять сообщением, что с физической точки зрения стекло является жидкостью, просто очень вязкой. Обычно эта новость производит на свежего человека ошеломляющее впечатление. Однако это не совсем верно. Стекло, безусловно, не является настоящим твёрдым телом, таким как лёд или идентичный стеклу по химическому составу, но не по структуре горный хрусталь, так как не имеет кристаллической решётки. Но и от классической сверхвязкой жидкости, такой, например, как дёготь, его строение отличается. Сверхвязкие жидкости, какими бы сверхвязкими они ни были, через какое-то время оплывают, деформируются. Стекло с течением времени подвержено очень медленной кристаллизации, отчего, как правило, становится мутным и пористым. Процесс этот может растянуться на тысячелетия.


Стекольный завод в Англии в 1858 году. Во время промышленной революции были усовершенствованы технологии массового производства стеклянной посуды


Поташное стекло более тугоплавкое и менее пластичное, чем содовое, но зато отличается ярким блеском. Свинцовое стекло, получаемое заменой окиси кальция окисью свинца, мягкое, легко плавится и отличается особенно сильным блеском и высоким коэффициентом светопреломления. При этом оно довольно тяжёлое. Это – идеальный материал для художественной резьбы по стеклу. Различную окраску задают примеси, содержащиеся в исходных компонентах, или специально добавляемые. Небольшое включение кобальта придаёт стеклу красивый густо-синий оттенок, наличие хрома делает его ярко-зелёным, урана – лимонно-жёлтым. Очень красивый жёлтый цвет получается при использовании коллоидного серебра. В рубиновокрасный цвет стеклянную массу можно окрасить, добавив в неё коллоидное золото, а при определённых условиях, более дешёвую медь. С помощью меди можно получить также бирюзовые тона. Соединения железа, в зависимости от концентрации и температурных условий придают стеклу зеленоватый, желтоватый или красновато-бурый оттенок. Именно железистые примеси окрашивают в привычные нам цвета обычную пивную бутылку. Даже небольшие, вроде бы незначительные неточности в рецептуре могут существенно повлиять на конечные свойства получаемого вещества.

Массовое производство стекла стало возможным только в конце XIX столетия благодаря изобретению печи Сименса-Мартина и заводскому производству соды. К этому времени появились первые машины-автоматы для изготовления изделий из полого стекла. И только в XX веке были разработаны различные способы вытягивания бесконечной ленты стекла: методы машинной вытяжки стекла Либби-Оуэнса, Фурко, Питтсбурга. Этот метод находит применение вплоть до настоящего времени.

Самым последним этапом в производстве листового стекла был так называемый флоат-метод, разработанный и запатентованный в 1959 году английским изобретателем Аластером Пилкингтоном.

Развитие стеклоделия в других странах

Первое персидское стекло поставляется в виде шариков, начиная с поздним бронзовым веком (1600 до новой эры), и было обнаружено в ходе исследований по Dinkhah Тепу в Иранском Азербайджане по Чарльзу Burney. Стеклянные трубки были обнаружены французскими археологами в Чогха-Занбиле, относящемся к среднему эламитскому периоду. Стеклянные чашки с мозаикой также были найдены в Теппе Хасанлу и Марлик Тепе на севере Ирана, относящиеся к железному веку. Эти чашки напоминают чашки из Месопотамии, как и чашки, найденные в Сузах в поздний эламитский период. Стеклянные трубки, содержащие коль, также были найдены в Иранском Азербайджане и провинции Курдистан, относящиеся к периоду Ахеменидов. В то время стеклянные сосуды обычно были простыми и бесцветными. В эпоху Селевкидов и позднюю парфянскую эпоху преобладали греческие и римские техники. В сасанидский период стеклянные сосуды украшали местными мотивами.

Исламские стекла продолжали достижение доисламских культур, особенно Sasanian стекла из Персии. В VIII веке, персидский химик Джабир ибн Hayyan (Гебер) описал 46 рецептов для изготовления цветного стекла в Китаб аль-Дурра аль-Maknuna (Книга скрытых Pearl), в дополнение к 12 рецептам, вставленных аль-Marrakishi в более позднем издании книги.