रेत कांच कैसे बनती है?
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हममें से ज़्यादातर लोग जानते हैं कि कांच रेत से बनता है। लेकिन कैसे? हमारी त्वरित गाइड में इसके बारे में सब कुछ जानें।
न्यू मैक्सिको के अलामोगोर्डो के निकट रेगिस्तान में जाएँ, तो आपको ट्रिनिटाइट नामक हरा कांच जैसा पदार्थ मिल सकता है।
ट्रिनिटाइट, अमेरिका द्वारा जुलाई 1945 में ट्रिनिटी परमाणु बम के परीक्षण के बाद बचा हुआ अवशेष है। गर्मी इतनी तीव्र थी कि रेत कांच में बदल गई।
इतिहास का यह उदाहरण कांच के उत्पादन के बारे में एक बुनियादी बात को दर्शाता है: रेत और गर्मी का मिश्रण कांच के बराबर होता है। लेकिन वाणिज्यिक कांच बनाने के लिए, आपको अधिक सामग्री जोड़ने की आवश्यकता होती है - और आप इसे परमाणु विस्फोट के बिना भी कर सकते हैं (शुक्र है)।
कितना गरम है?
अगर आप गर्मी के दिनों में समुद्र तट पर टहल चुके हैं, तो आपको पता होगा कि रेत बहुत गर्म हो सकती है। लेकिन गर्मी की तपिश कभी भी रेत को पिघलाने के लिए पर्याप्त नहीं होगी - इसे कांच में बदलने का पहला कदम।
No, to melt sand you need extreme heat: around 1,700°C (3,092°F). That's the temperature of a
spacecraft returning to Earth.
इसे इस तरह से कहें - यदि आप कांच बनाना चाहते हैं तो आपको एक बड़े ओवन की आवश्यकता होगी जो आपकी रसोई में उपलब्ध हो सके।
रेत काँच क्यों बन जाती है?
रेत को कांच में बदलने के दो चरण होते हैं: अत्यधिक गर्मी और फिर तेजी से ठंडा होना।
रेत की संरचना क्रिस्टलीय होती है। यह छोटे-छोटे क्वार्ट्ज़ क्रिस्टल से बनी होती है जो सिलिकॉन डाइऑक्साइड (या "सिलिका") अणुओं से बनी होती है।
अत्यधिक गर्मी इन अणुओं को प्रभावित करती है। जब रेत पिघलती है, तो यह क्रिस्टलीय संरचना खो देती है और एक नई संरचना प्राप्त करती है - जो तरल और ठोस अवस्था के बीच कहीं होती है।
आपने लोगों को यह कहते सुना होगा कि कांच एक तरल पदार्थ है। यह खिड़कियों के निर्माण के बारे में एक पुरानी ग़लतफ़हमी पर आधारित है।
हालांकि, यह सच है कि जमने से पहले कांच एक प्रकार की आणविक अवस्था में रहता है - एक बीच की अवस्था जिसे वैज्ञानिक "अनाकार ठोस" कहते हैं।
कांच बनाने के लिए रेत को किसमें मिलाया जाता है?
आप रेत को गर्म करके और फिर तेजी से ठंडा करके कांच बना सकते हैं। लेकिन व्यावसायिक निर्माता कुछ विशेष सामग्री मिलाते हैं।
Take one vat of sand. Add waste glass from recycling. Stir in some soda ash (sodium carbonate) and a dash of limestone (calcium carbonate). Prepare on a high heat and
voila! You have glass that's ready for market.
कुछ निर्माता रंग और रिफाइनिंग एजेंट मिलाते हैं। लेकिन जो भी इस प्रक्रिया का प्रभारी है, उसके लिए आवश्यक सामग्री रेत, सोडा ऐश और चूना पत्थर हैं।
सोडा ऐश रेत के गलनांक को कम करने का महत्वपूर्ण उद्देश्य पूरा करता है। क्यों? क्योंकि अत्यधिक गर्मी बेहद महंगी है - और बेकार है। गलनांक को कम करके, निर्माता अधिक ऊर्जा-कुशल तरीके से कांच बना सकते हैं।
हालाँकि, इससे एक समस्या पैदा होती है। कम गलनांक का मतलब है कि रेत पानी के संपर्क में आने पर घुल सकती है। चूना पत्थर एक स्टेबलाइजर है जिसे इस समस्या का समाधान करने के लिए मिलाया जाता है।
कांच का आकार कैसा होता है?
एक बार रेत पिघल जाए, तो आप इसे अलग-अलग तरीकों से जमा सकते हैं। उदाहरण के लिए, अगर आप बोतल या कोई और बर्तन बनाना चाहते हैं, तो आप लिक्विड ग्लास को एक सांचे में डालकर उसे तेज़ी से ठंडा कर सकते हैं।
या अगर आप खिड़की के लिए एक सपाट पैनल बनाना चाहते हैं, तो आप इसे फ्लोट करते हैं। इसमें पिघले हुए कांच को टिन बाथ में डालना शामिल है।
अगर आप टिन से बने बाथटब की कल्पना कर रहे हैं, तो दोबारा सोचें। यह बाथटब पिघले हुए टिन से भरा हुआ है। पिघला हुआ टिन कांच से ज़्यादा सघन होता है, जिससे पिघला हुआ कांच सतह पर तैर सकता है।
पिघले हुए टिन के समुद्र पर तैरते हुए, कांच एक बिल्कुल चिकनी रिबन का रूप ले लेता है। जब तक कांच को स्नान से बाहर नहीं निकाला जा सकता, तब तक तापमान को धीरे-धीरे कम किया जाता है।
सांचों और टिन बाथ के साथ-साथ, पुराने ज़माने की अच्छी ग्लासब्लोइंग भी है - एक ऐसी प्रक्रिया जो पहली शताब्दी ईसा पूर्व से शायद ही बदली है। यह सोचना अविश्वसनीय है कि वेनिस की कांच की मूर्तियां, कांच और मानव सांस के अलावा और कुछ नहीं से बनाई गई थीं।
क्या आप रेत के बिना कांच बना सकते हैं?
At the University of Cincinnati, Carlos Co and his colleagues made a fascinating
discovery. They managed to make a kind of glass out of just sugar, oil and a surfactant – no sand needed.
मिश्रण को हिलाया गया, 250 डिग्री तक गर्म किया गया और फिर ठंडा किया गया। परिणाम एक प्रकार का पायस है - लेकिन क्योंकि इसमें पानी नहीं बल्कि चीनी है, इसलिए यह मेयोनेज़ की तरह चिपचिपा होने के बजाय कैंडी की तरह कठोर है।
कंपनी और कंपनी का मानना है कि इसका इस्तेमाल खाद्य, दवा और ऑप्टिकल तकनीक उद्योगों में किया जा सकता है। लेकिन अभी के लिए, आप जिस कांच से हर दिन सामना करते हैं, वह निश्चित रूप से रेत से बना होगा।
रेत का और किस काम में उपयोग होता है?
कांच के निर्माण में अभिन्न अंग होने के साथ-साथ रेत का उपयोग कई आश्चर्यजनक तरीकों से किया जाता है।
इसका हमेशा अच्छे कामों के लिए इस्तेमाल नहीं किया गया है। शास्त्रीय और मध्यकालीन समय में इसे गर्म करके आक्रमण करने वाले दुश्मनों पर डाला जाता था।
अधिक सकारात्मक रूप से, यह तीन अन्य निर्माण सामग्रियों का एक प्रमुख घटक है: ईंट, सिल और कंक्रीट। इसे सीमेंट और चूने के साथ मिलाकर बिल्डिंग मोर्टार भी बनाया जाता है।
क्या आपने कभी दीवारों, छतों और फर्शों पर जानबूझकर रेतीली बनावट देखी है? संभावना है कि ऐसा इसलिए है क्योंकि उन्हें रेत और पेंट के मिश्रण से रंगा गया है।
अब तक तो ऐसा रोज़ होता रहा है। लेकिन क्या आप जानते हैं कि रेत का इस्तेमाल कृत्रिम चट्टानें और द्वीप बनाने में भी किया गया है?
इसके और भी बहुत से उपयोग हैं, लेकिन हम आपको एक ऐसा उपयोग बता रहे हैं जो टफग्लेज़ में हमारे दिल के बहुत करीब है: सैंडब्लास्टिंग।
यह तब होता है जब आप कांच की शीट पर रेत से ब्लास्ट करते हैं, जिससे दूधिया-सफ़ेद प्रभाव पैदा होता है। आप टिंटेड ग्लास के लिए पूरी शीट पर सैंडब्लास्ट कर सकते हैं या स्टेंसिल की मदद से सतह पर लोगो और अन्य दृश्य उकेर सकते हैं।
सैंडब्लास्टिंग हमेशा कांच से नहीं की जाती है - कभी-कभी प्रोसेसर इसके बजाय कुचले हुए अखरोट के छिलकों का उपयोग करते हैं। लेकिन जैसा कि नाम से पता चलता है, रेत अक्सर इस प्रक्रिया के लिए इस्तेमाल की जाने वाली सामग्री होती है।
Sandblasted glass is often used for privacy in bathrooms and front doors. But you can also see sandblasted designs in offices and other commercial spaces.
तो यह रहा: कांच के उत्पादन में रेत की अहम भूमिका के बारे में एक संक्षिप्त जानकारी। हमें उम्मीद है कि इससे आपको कुछ सोचने को मिला होगा।
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