شیشه

اختراع شیشه

-
-

لحظه‌ای به اطراف خود بنگرید؛ تقریباً در تمامی موقعیت‌ها، اعم از منازل، محیط‌های کاری و حتی درون خودرو، شیشه به‌عنوان یکی از اجزای اصلی فضاها بکار گرفته شده است. دستگاه‌ها و محصولات مختلف هم، از این امر مستثنی نیستند و حتی در بسیاری از آن‌ها، شیشه به‌عنوان مهم‌ترین جزء مطرح است. برای مثال، می‌توان به پارچ و لیوان‌های شیشه‌ای اشاره کرد و یا تلویزیون‌ها، تلفن‌های همراه و سایر محصولاتی که کارکردشان به صفحات نمایش وابسته است.

اما شیشه چگونه اختراع شد؟ بشر از چه زمانی از شیشه به معنای مدرن آن استفاده کرد و روند توسعه آن به چه صورتی طی شده است؟ مهم‌ترین نوآوری‌های صنعت شیشه کدمند؟

بررسی‌ها نشان می‌دهد که شیشه از حدود ۳۰۰۰ تا ۳۵۰۰ سال پیش از میلاد مسیح (عصر برنز)، از سوی بشر مورد استفاده قرار گرفته است. نمونه‌هایی از ظروف شیشه‌ای متعاق به ۱۵۰۰ سال پیش از میلاد مسیح، به خوبی بیانگر گستره استفاده از شیشه در دوران باستان می‌باشد. پیش از بلوغ صنعت شیشه‌سازی و آموختن روش تولید آن، از شیشه‌های طبیعی به‌ویژه «Obsidian» یا شیشه آتش‌فشانی استفاده می‌شد.

نکته کلیدی در مورد این اختراع مهم تاریخی، عدم وجود یک مخترع خاص به‌عنوان پدیدآورنده اولیه آن است. با این حال، در طول تاریخ مجموعه‌ای از مخترعین و نوآوران، سعی در توسعه و بهبود این ابزار پرکاربرد داشته‌اند که نتیجه آن را می‌توان در انواع شیشه‌های نسل جدید، با ویژگی‌هایی نظیر ضدضربه بودن، عایق صدا و گرما و یا شیشه‌های خم، مشاهده نمود.

در مورد فرآیند ساخت شیشه و به معنای بهتر، ریخته‌گری شیشه (Glass Casting Process)، نظرات مختلفی مطرح است. عده‌ای معتقدند که ابتدای امر، ونیزی‌ها این هنر را توسعه داده و مورد استفاده قرار دادند. در مقابل، عده‌ای دیگر بر این باورند که بین‌النهرین و به‌طور خاص، سوریه قدیم (بازرگانان فنیقی)، مبدأ توسعه و تکوین تولید محصولات شیشه‌ای محسوب می‌شوند. البته در این میان، چینی‌ها هم به‌عنوان یکی از نوآوران اولیه محصولات و ادوات شیشه‌ای به حساب می‌آیند.

در حین جنگ‌های صلیبی، تولید شیشه در ونیز ایتالیا توسعه یافت و عملاً این منطقه به مرکز شیشه‌سازی در جهان غرب بدل شد. این امر، ادامه داشت تا این‌که در قرن پانزدهم میلادی، «آنجلو باروویر» (Angelo Barovier)، با شیشه‌های تقریباً بی‌رنگ و شفاف خود، تغییری بزرگ در صنعت ساخت شیشه پدید آورد. آمریکا از کشورهایی بود که بسیار دیرتر از کشورهای اروپایی به حوزه ساخت شیشه وارد شد. اولین کارخانه تولید شیشه در این کشور، در سال ۱۶۰۸ میلادی و در ویرجینیا شروع به کار کرد.

اگر به عصر جدید و به‌طور خاص، سال‌های پس از انقلاب صنعتی بنگریم، مجموعه‌ای از نوآوری‌های منحصربه‌فرد را در صنعت شیشه مشاهده می‌کنیم که توانسته‌اند این صنعت را با تغییر و تحولات عظیمی مواجه نمایند. ساخت لیوان‌های شیشه‌ای و انواع بطری، یکی از این نوآوری‌ها بوده که از دهه ۱۸۲۰ میلادی آغاز شده است. البته این محصولات، با دستگاه‌های دستی تولید می‌شدند و استفاده از دستگاه‌های نیمه اتوماتیک برای تولید بطری‌های شیشه‌ای، در سال‌های میانی دهه ۱۸۷۰ میلادی میسر گردید.

با پیشرفت‌های فنی صورت گرفته و تقاضای فزاینده برای محصولات شیشه‌ای، از سال ۱۸۹۰ میلادی، استفاده از شیشه و توسعه و تکوین این صنعت، مسیری صعودی یافت. ماشین‌ها و دستگاه‌های تولید شیشه، دقیق و دقیق‌تر می‌شدند و در این میان، برخی ایده‌های جدید، به تولید انبوه شیشه کمک می‌کرد. برای مثال، در سال ۱۹۰۲ میلادی، «ایروین کولبرن» (Irving W. Colburn)، با اختراع دستگاه کشش ورق‌های شیشه (Sheet Glass Drawing Machine)، تولید انبوه شیشه پنجره را امکان‌پذیر کرد. وی در تاریخ ۲۲ مارس سال ۱۸۹۹ میلادی، اختراع خود را در دفتر ثبت اختراعات و علائم تجاری آمریکا به ثبت رسانید که در نهایت در تاریخ ۲۵ مارس سال ۱۹۰۲، گواهی ثبت اختراعی با شماره «US 696008»، به وی اعطا گردید.

در ادامه نیز، در سال ۱۹۰۴ میلادی، یک مهندس آمریکایی به نام «مایکل اونز» (Michael Owens)، موفق به ساخت دستگاه تولید اتوماتیک بطری‌های شیشه‌ای گردید. دستگاه‌های تولید شده در شرکت ماشین‌آلات بطری اونز (Owens Bottle Machine Company)، قادر به تولید ۲۴۰ بطری در دقیقه بودند که هزینه ساخت آن‌ها را در حدود ۸۰ درصد کاهش می‌داد. اونز برای حفاظت از اختراع خود، اقدام به ثبت پنج پتنت نمود که در بازه زمانی سال‌های ۱۸۹۵ تا ۱۹۰۴ میلادی، گواهی‌های ثبت اختراعات مربوطه به شماره‌های «US 534840» و «US 548587» و «US 548588» و «US 766768» و «US 774690»، به وی اعطا گردید.

یکی دیگر از نقاط عطف توسعه و تکامل صنعت شیشه، تولید شیشه‌های ایمن، به‌ویژه در مقابل تغییرات دما و ضربه بود که آن هم در سال‌های ابتدایی قرن بیستم به وقوع پیوست. شیشه ایمن (Safety Glass)، یک مفهوم نوین در زمینه ساخت محصولات شیشه‌ای است که جنبه‌های مختلفی را شامل می‌شود. شیشه‌های ضدگلوله، یک مثال بسیار خوب برای آخرین نوآوری‌های مرتبط با شیشه‌های ایمن است. با این حال، شیشه ایمن را از یک نگاه کلی‌تر هم می‌توان مورد بررسی قرار داد: «تغییرات دمایی و ضربه، باعث خرد شدن شیشه‌های معمولی می‌شود که امری بسیار خطرناک است». جالب اینجا است که این مشکل، طی یک اتفاق کاملاً تصادفی رفع شد و به همین واسطه، شیشه‌های ایمن متولد شدند؛ شیشه‌هایی که امروزه به‌طور وسیعی در پنجره ساختمان‌ها و اتومبیل‌ها، وسایل آشپزخانه، درب اجاق‌گاز و ... مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نخستین شیشه ایمن، در سال ۱۹۰۳ میلادی و توسط یک دانشمند فرانسوی به نام «ادوارد بندیکتوس» (Edouard Benedictus) اختراع شد. وی در حال کار در آزمایشگاه خود بود که به‌طور اتفاقی، یک فلاسک شیشه‌ای حاوی نیترات سلولز (نوعی پلاستیک مایع)، از دستش به زمین افتاد. با وجودی که فلاسک شکست و مایع درون آن در حال تبخیر بود، اما قطعات شکسته شده به هم متصل مانده و شکل اصلی خود را تا حدی حفظ نمود. بندیکتوس با بررسی بیشتر این اتفاق، به این نتیجه رسید که پوشش پلاستیکی نیترات سلولز، به جلوگیری از خرد شدن و تکه‌تکه شدن شیشه کمک می‌کند و همین واقعه کاملاً تصادفی، آغازی برای تولید و عرضه شیشه‌های ایمنی در جهان گردید؛ محصولی که امروزه برای شیشه خودرو و موارد مشابه دیگر مورد استفاده می‌گردد. گفتنی است که بندیکتوس در سال ۱۹۰۹ میلادی، با هدف محافظت از این نوآوری ارزشمند، اقدام به ثبت اختراعی در فرانسه نمود که گواهی ثبت اختراعی با شماره «FR 405881» را برای وی به دنبال داشت. محصول توصیف شده در این پتنت که اصطلاحاً تریپلکس «Triplex» نامیده می‌شود، متشکل از دو صفحه شیشه‌ای و یک لایه سلولز پلاستیکی بین آن‌ها بود که تقویت شیشه و عدم خرد شدن در هنگام ضربه را در پی داشت. وی در تاریخ ۹ آگوست سال ۱۹۱۰ میلادی، اقدام به ثبت اختراع خود در آمریکا نمود که گواهی به شماره «US 1128094» را برای وی به همراه داشت.

به موازات تلاش‌های بندیکتوس، تلاش‌های دیگری هم در زمینه توسعه و بهبود شیشه‌های معمولی صورت گرفت. برای مثال در سال ۱۹۰۵ میلادی، یک شیمیدان اتریشی به نام «رودولف سیدن» (Rudolf Seiden)، نوعی شیشه ایمن اختراع نمود که بین دو لایه شیشه معمولی، نوعی رزین درخت مورد استفاده قرار گرفته است. با این وجود، نقطه عطف توسعه شیشه‌های ایمن، ادوارد بندیکتوس و شکستن تصادفی فلاسک وی بود. لازم به ذکر است که در دهه ۱۹۶۰ میلادی، مقررات مربوط به تولید و استفاده از شیشه‌های ایمنی به تصویب رسید که نقشی کلیدی در توسعه این صنعت داشت.