شیشہ کس چیز سے بنا ہے۔
-
شیشہ آج اتنا عام ہو گیا ہے کہ بغیر سوچے سمجھے اس کے ذریعے دیکھنا آسان ہے۔ یہ ہماری کھڑکیوں میں، ہماری اسکرینوں پر، ہماری الماریوں میں، اور بہت سے آلات میں ہے جن کے ساتھ ہم ہر روز تعامل کرتے ہیں۔ اگرچہ شیشہ ہر جگہ پایا جا سکتا ہے، آپ اپنی پوری زندگی گزار سکتے ہیں کہ یہ کیسے بنایا گیا ہے یا یہ کس چیز سے بنا ہے۔ یہاں تک کہ اگر آپ کو لگتا ہے کہ آپ بنیادی باتوں کو جانتے ہیں، تو آپ نے صرف سطح کو سکیم کیا ہے۔   اونچی سطح پر، شیشہ ریت ہے جو پگھل کر کیمیائی طور پر تبدیل ہو جاتی ہے۔ اگر آپ کبھی ساحل سمندر پر گئے ہیں، تو آپ بخوبی جانتے ہیں کہ گرم ریت اپنی ٹھوس شکل میں رہنے کے دوران کیسے حاصل کر سکتی ہے۔ ریت کو مائع حالت میں تبدیل کرنے کے لیے جس قسم کی حرارت ضروری ہے (آخر کار شیشہ بن جاتی ہے) کسی بھی دھوپ والے دن سے کہیں زیادہ گرم ہوتی ہے۔ ریت کو پگھلانے کے لیے، آپ کو اسے تقریباً 1700°C (3090°F) تک گرم کرنے کی ضرورت ہے، جو کہ تقریباً وہی درجہ حرارت ہے جو ایک خلائی شٹل کے زمین کے ماحول میں دوبارہ داخل ہوتے وقت پہنچتا ہے۔   شیشہ بنانے کے لیے عام طور پر استعمال ہونے والی ریت کوارٹج کرسٹل کے چھوٹے چھوٹے دانے پر مشتمل ہوتی ہے، جو سلکان ڈائی آکسائیڈ کے مالیکیولز سے بنی ہوتی ہے، جسے سلیکا بھی کہا جاتا ہے۔ جب ان مالیکیولز کو کافی زیادہ درجہ حرارت پر گرم کیا جاتا ہے، تو ریت پگھل جاتی ہے اور اپنا کرسٹل ڈھانچہ کھو دیتی ہے، اور جیسے جیسے یہ ٹھنڈا ہوتا ہے وہ بالکل مختلف ساخت حاصل کرتا ہے۔ یہ ساخت، سالماتی سطح پر، مائع اور ٹھوس کے درمیان کہیں ہے۔ اس کے درمیان کی حالت کو ایک بے ساختہ ٹھوس کے طور پر جانا جاتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ اس میں مائع کی سالماتی بے ترتیب پن کے ساتھ مل کر ٹھوس کی کچھ کرسٹل لائن ہوتی ہے۔   شیشہ پگھلنا ریت کے مرکب پر منحصر ہے، شیشے میں مختلف خصوصیات ہو سکتی ہیں۔ کچھ عناصر یا کیمیکل جو ریت کے ساتھ ملے ہیں، مثال کے طور پر شیشے کا رنگ بدل سکتے ہیں۔ شیشے کی خصوصیات بھی اس بنیاد پر تبدیل ہو سکتی ہیں کہ اسے کیسے بنایا گیا ہے اور اس کے بعد اس کی شکل کس طرح کی جاتی ہے۔ شیشے کو مضبوط کرنے کے لیے، مینوفیکچررز اسے گرم کرنے اور اسے تیزی سے ٹھنڈا کرنے کے لیے تھرمل ٹیمپرنگ کا استعمال کر سکتے ہیں۔ شیشے کو آئن ایکسچینج کے عمل کے ذریعے کیمیائی طور پر بھی مضبوط کیا جا سکتا ہے جو شیشے کی سطح کو سخت بناتا ہے۔   جس گلاس سے زیادہ تر لوگ واقف ہیں وہ سوڈا لائم گلاس ہے، جو سوڈا (جسے سوڈا ایش یا واشنگ سوڈا بھی کہا جاتا ہے)، چونا پتھر اور ریت کا مجموعہ ہے۔ اگرچہ آپ سیلیکا کو گرم کرکے اور پھر تیزی سے ٹھنڈا کرکے گلاس بنا سکتے ہیں، سوڈا لائم گلاس کی تیاری قدرے پیچیدہ ہے۔ سوڈا (سوڈیم کاربونیٹ) شامل کرنے سے، ریت کا پگھلنے کا نقطہ کم ہوجاتا ہے تاکہ اسے کم درجہ حرارت پر شیشے میں تبدیل کیا جاسکے اور مینوفیکچرنگ کے دوران توانائی کی بچت کی جاسکے۔ تاہم، مرکب میں سوڈا شامل کرنے سے اس کی کیمیائی استحکام کم ہو جاتا ہے، جس سے یہ مائعات کے رابطے میں تحلیل ہونے کا خطرہ بن جاتا ہے۔ زیادہ تر ایپلی کیشنز کے لیے، یہ مطلوبہ نہیں ہے، اس لیے اس مرکب میں چونا پتھر (کیلشیم کاربونیٹ) بھی شامل کیا جاتا ہے، جو ایک سٹیبلائزر کا کام کرتا ہے۔ ایک بار جب سلکا، سوڈا، اور چونے کے پتھر کے مرکب کو گرم کیا جاتا ہے، تو اسے مختلف قسم کے استعمال کے لیے ٹھنڈا اور ڈھالا جا سکتا ہے۔  کارننگ میں، ہم گلاس جانتے ہیں. ہم جانتے ہیں کہ آئن ایکسچینج جیسے کیمیائی عمل کے ذریعے اسے کس طرح مضبوط کرنا ہے، اور ہم جانتے ہیں کہ اسے موڑ کر آپٹیکل فائبر بنانے کا طریقہ ہے جو وسیع فاصلے تک پھیل سکتا ہے۔ شیشے کے بارے میں ہمارا علم ایک صدی سے زیادہ پیچھے چلا گیا ہے، جس سے ہم تحقیق اور ترقی کے جدید ترین کنارے پر قائم رہ سکتے ہیں۔ سادہ سوڈا لائم سے لے کر شیشے کے پیچیدہ ڈھانچے تک جو بڑھی ہوئی حقیقت کو قابل بناتے ہیں، شیشہ ایک قابل موافق، وسیع مواد ہے۔ اسی لیے، 165 سال سے زیادہ گزرنے کے بعد، ہم اب بھی نئی دریافتیں کر رہے ہیں۔