玻璃科技先锋德国肖特,以百年创新推动行业革命,开拓科学与人类的新视野。
玻璃,在历史长河中一直伴随着人类文明不断进步,多次技术发展和工业革命也为玻璃注入全新的基因。
你是否好奇,玻璃如何从一粒沙子变化出丰富的工艺品,又演变成为改变智能手机、医疗健康、家居生活和天文等蕴含丰富价值的高科技产品?今天,让我们一起穿越时空,一探玻璃的秘密。
源于五千年前的淬炼
第一件人造玻璃制品出现在公元前5000年叙利亚地区的陶器上。人类很快发现这种材料防水且不透气,适合储存食物并延长其保质期。经过3500年的发展,人类终于制造出真正意义上的纯玻璃器皿。迄今为止,最早的纯玻璃器皿发现于公元前1400年图特摩斯三世建立的第十八个埃及王朝的遗迹里,当时制造该玻璃器皿是为了盛放珍贵的物品。大约在4世纪,罗马人开始把玻璃应用在门窗上。
根据考古资料,中国最早的玻璃制品出现在春秋末战国初的墓葬中。湖北江陵望山1号墓出土的保存完好的越王勾践剑,在此剑剑格的两面镶嵌了玻璃和绿松石,其中镶嵌的玻璃块仅存两块,呈浅蓝色,半透明,内含较多小气泡。两块玻璃形状不同,一块呈球冠形,另一块形状不规则,直径都不足一厘米。通过史料记载,中国的玻璃是通过丝绸之路由中东传入,多用在建筑的装饰与室内的手工艺品摆件。
西汉时期,王侯的葬礼仪式和用品体现了他们生前的地位与身份,其中玉衣是皇帝和贵族常用的敛服。据《续汉书·礼仪志》记载,皇帝使用金缕玉衣,诸侯王、列侯、始封贵人和公主使用银缕玉衣,而大贵人和长公主则使用铜缕玉衣。西汉扬州妾莫书墓中出土了一件著名的铜缕琉璃衣,这件琉璃衣作为名贵玉衣的替代品在当时得到了广泛应用。它代表了当时的中国玻璃制造者找到了一条差异化的发展路径:仿玉。在烧制时,玻璃片表面撒了一层粉状物质,使其呈现出白色陶瓷状,仿佛未经细磨的玉石。这种“高度还原”的仿玉技艺反映了汉代极高的玻璃制作水平,并且这一工艺从汉代一直延续到清朝。
直到公元12世纪,玻璃才逐渐被广泛应用于工业领域。当时,制造玻璃仍然非常困难,相关的化学配方被严格保密。尽管基本配方人人皆知,但制造优质玻璃的特殊原料只在玻璃制造商之间流传。
17世纪,科技的进步促成了许多划时代的科学发现。
1608年,荷兰眼镜商人汉斯·李波尔赛(Hans Lippershey)发现,通过两块镜片叠加能够看清远方,并受此启发制作出人类历史上第一架望远镜。1609年5月,正在威尼斯作学术访问的伽利略偶然听到一则消息:荷兰有人发明了一种能望见远景的“幻镜”,这使他怦然心动,他很快找了个借口匆匆结束行程,回到大学,一头钻进了实验室,不到3个月,他研究出了第一台天文望远镜。借助望远镜,伽利略不仅揭示了月球表面布满环形山的真实面貌,打破了人们对月球光滑完美的传统印象,还在1610年1月7日,发现了木星的四颗卫星。这项发现成为支持哥白尼日心说的论据,改变了人类对宇宙长久以来的认知。望远镜也成为人类探索宇宙奥秘的重要工具。
1665年,英国学者胡克(Robert Hooke)推动了复合显微镜设计的进步,并首次利用显微镜观察到了植物细胞,发现它们非常像当时教士的单人房间(Cell),这也是细胞(Cell)一词的由来。人类不仅看到了遥远的宇宙,也看到了微观世界。
19世纪中期,第二次工业革命推动人类社会进入“电气时代”,各行各业涌现出众多新发明与创新者,也遇到各种亟需解决的新挑战。在被誉为“光学之都”的德国耶拿的一所实验室中,一个有关玻璃的奇迹正在诞生。
年轻的玻璃化学家奥托·肖特(Otto Schott)首次开发出具有光折射和色散等精密光学特性的玻璃。通过他与光学家卡尔·蔡司(Carl Zeiss)、物理学家恩斯特·阿贝(Ernst Abbe)的不断努力和尝试,当时世界上最先进的显微镜诞生了,再次开拓了人类的视界。
奥托·肖特在职业生涯中开发了众多具有专业特性的玻璃类型,使得工业革命期间的新发明融入人们的生活之中。
1891年,奥托·肖特在氧化硅中巧妙融入了氧化硼,成功研发出一种新型玻璃。这种玻璃不仅化学稳定性极佳,且具有低热膨胀系数。两年后,肖特玻璃技术实验室推出了大受欢迎的全新产品,包括用于实验室、灯和技术温度计的玻璃。
1898年,肖特在特种玻璃管上增加标识线,并于1902年注册商标FIOLAX®,玻璃管上的标识线成为高品质特种玻璃管的品牌标志。菲奥来®和药物之间不会发生化学反应,药物更稳定、存储的时间也比以往更长。这种独特优势使其成为行业黄金标准。
奥托·肖特的科学发明推动了玻璃从工艺饰品向各种专业应用的转型。他被誉为特种玻璃的发明者,成为整个行业的先锋。
此后,肖特从一家位于德国小城的创业公司发展为遍布全球三十多个国家和地区的国际化特种材料制造商。而140年前奥托·肖特所研发的硼硅玻璃,如今已在各行各业中,“创”出一片新的天地。
百变多能的浮法玻璃
20世纪中期,⽪尔⾦顿爵⼠(Sir Pilkington)开发出浮法玻璃⼯艺,现代窗户便是通过这种⽅式制成。1993年11月4日,世界首款硼硅酸盐浮法玻璃在肖特投产,并于1994年开始批量生产。肖特BOROFLOAT®浮法玻璃在多个领域发挥重要作用,从家用技术到剧院照明、实验室诊断、工业检查面板、光电技术、分析仪器和太空望远镜等先进技术领域,可谓百变能手。
守护生命安全线
肖特派然®(PYRAN®)比传统防火玻璃更具优势,其耐火性能远远优于普通钠钙玻璃。无论是中国北京的国家大剧院、法国巴黎埃菲尔铁塔上的米其林一星餐厅LE JULESVERNE,还是布达佩斯的标志性“玻璃鲸鱼”购物中心,都能看到这款硼硅玻璃的身影。肖特派然®(PYRAN®)不仅是一种材料,更是现代技术与安全理念的融合,为人们提供着坚固的安全保障。
于分毫中雕刻未来
除了硼硅玻璃之外,肖特推出的特种玻璃已经覆盖了生活、制造和科学进步的方方面面。在人工智能时代,特种玻璃也在继续发挥关键作用,例如由BOROFLOAT®等产品制成的半导体封装用玻璃面板、作为消耗性载体晶圆的玻璃以及柔性导光器等产品,已成为芯片、光刻等领域不可缺少关键材料。
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