Thủy tinh, hay còn được gọi với cái tên thân thuộc hơn là kính hoặc kiếng, là một chất rắn vô định hình đồng nhất, phần lớn có gốc silicate. Thủy tinh trong suốt, không gỉ, cứng nhưng giòn và dễ bị vỡ. Thủy tinh khá là “trơ”, không dễ cháy, không hút ẩm và không bị acid ăn mòn (trừ hydrofluoric acid- HF). Do đó, các vật dụng trong phòng thí nghiệm phần lớn đều làm từ thủy tinh.
Thủy tinh thông thường sẽ được pha trộn thêm các tạp chất để có tính chất theo ý muốn. Đặc biệt là đối với các thủy tinh mang màu, thì các nghệ nhân sẽ bỏ vào một số loại chất khoáng để tạo màu cho chúng. Một trong số đó có thể kể đến là:
+ Manganese: lượng ít dùng để loại bỏ màu xanh lá cây được tạo ra bởi sắt, lượng lớn hơn cho màu tím ametit
+ Selenium: lượng nhỏ làm mất màu kính, lượng lớn cho ra màu hơi đỏ
+ Cobalt: lượng nhỏ cho thủy tinh màu xanh da trời
+ Tin(II) oxide với antimoan và arsenic(III) oxide: tạo màu trắng đục
+ Copper(II) oxide sinh ra màu xanh lam
+ Copper nguyên chất: màu đỏ thẫm
+ Nickel phụ thuộc vào nồng độ, sinh ra thủy tinh có màu xanh da trời hay màu tím hoặc thậm chí là màu đen
+ Titanium sinh ra thủy tinh có màu nâu vàng
+ …
Các nghệ nhân thường tạo ra thủy tinh bằng cát, nhưng không phải là cát bình thường đâu mà là cát silicate, hay còn gọi là cát thạch anh. Do đó, đối với các thủy tinh được tạo ra từ loại cát này, người ta gọi là là thủy tinh silicate. Nếu sử dụng cát sạch, không lẫn bất kỳ tạp chất nào thì sẽ tạo ra được thủy tinh trong suốt nhất. Thủy tinh được tạo hình khi nó đang nóng chảy. Ở những nhà máy lớn sản xuất thủy tinh, đa số đều dùng lò bể, là một loại lò có thể nấu liên tục. Người ta hạn chế tối đa việc dừng lò bởi mỗi lần như thế, lượng thủy tinh còn thừa sẽ bị đông cứng, co lại và phá huỷ lớp gạch chịu lửa xây lò và ảnh hưởng đến kết cấu thành lò. Chi phí xây gạch mới và nhiên liệu cung cấp cho quá trình nâng nhiệt của lò đến nhiệt độ nấu thủy tinh sẽ rất lớn. Chính điều đó dẫn đến việc có một số thủy tinh thành phẩm nhưng cũng được đưa vào tái chế (nấu lại). Điều này xảy ra tại các nhà máy thủy tinh lớn chẳng may hàng bán không chạy, mà hàng tồn đọng lại trong kho quá nhiều, nếu tiếp tục sản xuất mới sẽ không có chỗ chứa. Biện pháp xử lý là đập vỡ thành phẩm, đem qua lò nấu lại, mục đích là để duy trì sự hoạt động của lò.
Ứng dụng của thủy tinh là vô cùng đa dạng trong cuộc sống hiện nay của chúng ta như là trong y học, y tế, công nghiệp, thực phẩm, nông nghiệp,... Ứng dụng nhiều và đa dạng như vậy, nhưng chắc không ai ngờ rằng thủy tinh đã có mặt rất sớm và được tổ tiên loài người của chúng ta sử dụng. Việc sản xuất thủy tinh lần đầu tiên được lưu lại là ở Ai Cập khoảng năm 2000 TCN, chúng được sử dụng như là men màu cho nghề gốm và các mặt hàng sản phẩm khác. Sau đó trong thời kỳ đế chế La Mã rất nhiều loại hình thủy tinh đã được tạo ra, chủ yếu là các loại bình và chai lọ dùng để chứa đồ. Các đồ vật làm từ thủy tinh từ thế kỷ VII và thế kỷ VIII cũng đã được tìm thấy trên đảo Torcello gần Venice. Các loại hình này là liên kết quan trọng giữa thời La Mã và sự quan trọng sau này của thành phố đó trong việc sản xuất thủy tinh. Khoảng năm 1000 sau Công nguyên, một đột phá quan trọng trong kỹ thuật đã được tạo ra ở Bắc u khi thủy tinh sô đa được thay thế bằng thủy tinh làm từ các nguyên liệu có sẵn hơn: bồ tạt thu được từ tro gỗ. Thế kỷ 11 được cho là khoảng thời gian nổi bật nhất của thủy tinh. Tại Đức, phương pháp mới chế tạo thủy tinh tấm đã ra đời bằng các quả cầu để thổi, sau đó chuyển nó sang thành các hình trụ tạo hình, cắt chúng khi đang còn nóng và sau đó dát phẳng thành tấm.
Cao Thị Ngát
(Giáo viên Hóa học - Trường Quốc tế Á Châu)