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Verwenden von Westminster Abbey-Fenstern, um den Glasmythos zu beleuchten

Verwenden von Westminster Abbey-Fenstern, um den Glasmythos zu beleuchten


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Ein Blick durch die Buntglasfenster der Londoner Westminster Abbey kann Erinnerungen wecken, die so vielfältig und lebendig sind wie die Fenster selbst. Für John Mauro, Glasforscher bei Penn State, lösten die Fenster jedoch die Suche nach einem besseren Verständnis der Wissenschaft hinter den ikonischen Portalen zur Geschichte aus.

In der Januar 2018 Ausgabe derZeitschrift der American Ceramic SocietyMauro berichtet über die Untersuchung des Glases aus dem 13. Jahrhundert und zerstreute den Mythos, dass Kathedralenglas am Boden aufgrund der Glasviskosität oder seines langsamen Übergangs zu einer Flüssigkeit dicker ist. Zwar wurde dies bereits zuvor festgestellt, doch Mauro stellte zusammen mit drei anderen Forschern fest, dass die Wissenschaft um 16 Größenordnungen verschoben war.

Was bedeutet das? Dies bedeutet, dass diese Fenster viel schneller als bisher angenommen in eine Flüssigkeit übergehen. Der Übergang ist jedoch immer noch viel zu langsam für einen merklichen Unterschied. Zum Beispiel würde es immer noch Milliarden von Jahren dauern, bis sich die Form des Glases in Nanogröße ändert.

„Es hat viel Spaß gemacht, eine urbane Legende direkt anzusprechen, die seit so vielen Jahrzehnten die Fantasie der Öffentlichkeit anregt“, sagte Mauro, Professor für Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. "Glasige Materialien haben seit Jahrtausenden die Aufmerksamkeit der Menschheit auf sich gezogen, und ich hoffe, dass diese Arbeit dazu beitragen wird, mehr Aufmerksamkeit auf die neueste Physik und Chemie zu lenken, die sich immer noch in diesen alten und schönen Materialien verstecken."

Mauros Team fand mehrere Möglichkeiten zur Verbesserung der Wissenschaft des Glasflusses in der Kathedrale. Erstens betrachteten frühere Veröffentlichungen moderne Soda-Kalk-Silikat- und Germania-Glas-Zusammensetzungen, anstatt direkt eine echte mittelalterliche Kathedrale-Glas-Zusammensetzung in Betracht zu ziehen. Frühere Arbeiten enthielten auch keine expliziten Flüssigkeitsströmungsberechnungen und basierten auf Messungen, die vor Jahrzehnten in der ehemaligen Sowjetunion durchgeführt wurden.

Diese Arbeit führte zu einer neuen Theorie, der Mauro-Allan-Potuzak (MAP) -Gleichung, die nach Angaben der Forscher den detaillierten viskosen Glasfluss einschließlich der Zusammensetzungsabhängigkeit der Glasviskosität genauer erfasst.

Mauro, der sich für eine Änderung der Definition von Glas ausgesprochen hat, sagte, diese Forschung habe ihm geholfen, zu dieser Schlussfolgerung zu gelangen. Aufgrund seiner einzigartigen Übergangseigenschaften hat sich Glas selbst unter Experten der Definition entzogen.

"Diese Forschung betont die hybride flüssig-feste Natur von Glas", sagte Mauro. „Glas hat eine flüssigkeitsähnliche Atomstruktur und zeigt auch einen viskosen Fluss wie eine Flüssigkeit. Mechanisch reagiert es jedoch als festes Material, da die Konfigurationsfreiheitsgrade in typischen experimentellen Zeitskalen weitgehend eingefroren sind. “

Mauro stellte die Wissenschaft hinter mittelalterlichem Glas zum ersten Mal in Frage, als er Gorilla Glass in Corning studierte, wo er 18 Jahre lang arbeitete, um das Produkt zu perfektionieren, das in Milliarden von elektronischen Geräten zu finden ist. Bei der ersten Iteration von Gorilla Glass stellten die Forscher fest, dass es messbar schrumpfte, wenn es weit unter seiner Übergangstemperatur lag.

"Dies führte uns dazu, die Niedertemperaturviskosität von Gorilla Glass zu messen", sagte Mauro. „Wir haben festgestellt, dass die Viskosität von Gorilla-Glas bei Raumtemperatur um viele Größenordnungen niedriger ist als die, die zuvor für mittelalterliches Kathedralenglas berichtet wurde. Dies führte mich zu der Frage, ob die vorherigen Schätzungen für die Raumtemperaturviskosität von Kathedralenglas künstlich hoch waren. “

Diese Frage führte Mauro zu dieser Arbeit, die letztendlich dazu führte, dass die Vergangenheit die Zukunft der Glasforschung mitgestaltete.

Der Artikel „Quantitative Vorhersage der Struktur und Eigenschaften von Li2O-Ta2O5-SiO2-Gläsern mittels Phasendiagramm“ ist über die Wiley Online-Bibliothek

Bild oben: Glasmalerei am Eingang zur Westminster Abbey - Foto von Philip N Young / Flickr


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