Наночастицы в стекле

Стекло – это из традиционных неорганических материалов. Окраска стекол вызвана введением в силикатную матрицу отдельных катионов металлов или наночастиц. Только в этом случае стекло сохраняет прозрачность. Уже частицы микродиапазона интенсивно отражают и рассеивают свет, что приводит к утрате прозрачности стекол. Именно это наблюдается, например, в древних стекловидных эмалях – они непрозрачные. Молочное стекло получают, целенаправленно вводя в шихту (то есть в расплавленное стекло в процессе его варки) порошок флюорита. Окраска стекол обусловлена электронными свойствами катионов металлов и их окружением в силикатной матрице (тетраэдрическим или чаще октаэдрическим). Так, известно, что ионы меди(II) окрашивают стекло в голубой цвет, ионы марганца(III) в фиолетовый, ионы кобальта в темно-синий, ионы железа(II) придают стеклу бледный зеленовато-голубоватый оттенок. Характерные окраски сообщают стеклам ионы редкоземельных элементов. Ионы железа(III) в окружении атомов кислорода практически бесцветны, однако наночастицы оксида железа(III) придают стекла коричневую окраску, хорошо известную нам по бутылочному стеклу. Если варка такого стекла происходит при более высокой температуре, происходит частичное восстановление железа с образованием наночастиц магнетита, придающих стеклу зеленую окраску (аналог осадка «зеленой ржавчины», выпадающей при действии щелочи на раствор железного купороса, хранившийся на воздухе). Такие зеленые стекла также хорошо известны школьникам. А вот наночастицы золота и оксида меди(I) придают стеклам золотой цвет («золотой рубин» и «медный рубин»).

силикатная промышленность

Рис. Стекла, окрашенные наночастицами (коричневое и зеленое бутылочное стекло, золотой рубин (парфюмерный флакон, XIX век), селеновый рубин (кремлевские звезды и ваза, 1960-е годы, завод «Красный май»).

Оставьте отзыв

Пункты, отмеченные (*) обязательны.

Последние отзывы из разных разделов