Одним из наиболее распространённых материалов, использующихся в самых различных сферах области, является стекло. Считается, что его впервые выплавили совершенно случайно ещё до нашей эры. Вплоть до 17-18-го веков его использование носило ограниченный характер. До этого стекло имело несколько явных недостатков, среди которых хрупкость, мутность и неровная поверхность. Только в 17-18-м веках появился способ очистки и шлифовки стекла, а так же процесс дополнительного закаливания. Особой прочностью отличались так называемые капли принца Руперта, они же батавские слёзы.
Данное изделие также было известно под названиями «слёз дьявола» или голландских капель. Впервые такое стекло было создано при дворе немецкого принца Руперта Пфальцского в 1625 году. По другой версии, его изобретателем считается голландский алхимик, имя которого не дошло до наших дней. Он пытался синтезировать искусственные алмазы, но в результате получилось высокопрочное стекло, способное выдерживать не только удары молотка, но и давление промышленного пресса.
По латинскому наименованию Голландии – Батавия, продукт получил название «батавские слёзы». И если вторая версия не имеет документального подтверждения, то с первой всё нормально. Известно, что в 1625 году Руперт Пфальцский среди других подарков королю Великобритании Карлу Второму привёз «слёзы дьявола». По внешнему виду они действительно были похожи на скатившиеся слёзы или головастиков, т.к. имели округлое тело и тонкий длинный хвост.
Король Карл подверг подарок испытанию на прочность и он выдержал его без малейших повреждений. После этого принц Руперт голыми руками отломил хвостовую часть и стекло тут же распалось на малейшие осколки. Решено было передать загадочные стеклянные образования для изучения в Королевское научное сообщество. На протяжении многих лет в нём проводились исследования на предмет происхождения удивительного феномена. Вплоть до раскрытия способа изготовления капли рассматривались, как сувенирная продукция. Так каков же секрет создания этих батавских слёз?
Самым простым способом их изготовления считается расплавление стеклянной палочки, капли которой падали в холодную воду. В результате получались образования, по внешнему виду похожие на головастиков – с головой и длинным тонким хвостом. При этом сначала происходит остывание внешнего слоя, что образует твёрдую корочку, затем происходит остывание ядра, которое увеличивается в размерах. Но дальнейшему расширению мешает уже застывший поверхностный слой.
В результате в процессе остывания между внешним слоем и ядром образуются межмолекулярные связи. При этом ядро старается увеличить свои размеры и возникает напряжение растяжения. Но и затвердевающий внешний слой не остаётся неподвижным – в нём проявляется напряжение сжатия. Таким образом, между поверхностной частью и внутренним ядром образуется высокопрочная прослойка, которая защищает капли принца Руперта от любого, даже самого мощного внешнего воздействия.
Однако здесь имеется и слабое звено – это хвостовая часть, которая является однородной и схожа по составу с поверхностным слоем. Такой хвост является очень хрупким и тонким. При его отламывании нарушаются межмолекулярные связи между поверхностным слоем и внутренним ядром. При доступе воздуха внутрь и отламывании хвостика ядро начинает расширяться, в результате батавские слёзы полностью разрушаются.
Казалось бы, «слёзы дьявола» не более, чем забавная игрушка. Однако в процессе их изучения удалось создать технологию сверхпрочного закалённого стекла. Оно и до наших дней используется как в бытовых целях, так и для решения сложных производственных задач. Уникальная и поразительная вещь!
Понравилась статья? Не стесняйтесь ставить лайк и посоветовать материал знакомым. Эти простые действия помогут развивать канал.