VABALOG

Innovatsiooni võimalustest klaasitööstuses ehk vana-uue avastamisest

Mõned kuud tagasi võis nii mõneski väljaandes kohata uudist, mis käsitles klaasistruktuuri ja peatus selle imepärase materjali olemusel:

Despite its solid appearance, glass is actually a ‘jammed’ state of matter that moves very slowly. Like cars in a traffic jam, atoms in a glass can’t reach their destination because the route is blocked by their neighbours, so it never quite becomes a ‘proper’ solid.

Vaatamata sellele, et olen terve enda elu igat sorti klaasist pea iga päev läbi vaadanud, tuli taoline täheldus minu jaoks üllatusena. Selgub, et teadlased on lõpuks mõistnud, mis teeb klaasist klaasi ja see on struktuur, mida aatomid tahavad materjali jahtudes moodustada:

You can’t watch what happens to atoms as they cool because they are too small, so Royall and his colleagues used special particles called colloids that mimic atoms, but are large enough to be visible using state-of-the-art microscopy. The team cooled some down and watched what happened.

What they found was that the gel these particles formed also “wants” to be a crystal, but it fails to become one due to the formation of icosahedra-like structures — exactly as Frank had predicted.

“It is the formation of these structures that underlie jammed materials and explains why a glass is a glass and not a liquid — or a solid,” Royall said.

Taolised avastused võivad aga märksa aktuaalsemaks teha materjalid, mida tuntakse eelkõige klaasmetallidena. Kuna klaasmetallid on märksa paindlikumad, siis annab see neile eelise tavalise metalli ees, mille paindumatus põhjustab lõpuks metalli väsimise ja järele andmise.

Klaasmetallid tunduvad küll kauged, kuid see on vaid üks klaasitööstuse võimalike arengusuundi.

New York Times’is ilmus artikkel, mis kajastas kõrgematest energiahindadest tingitud muutusi ja innovatsioonilainet klaasitööstuses, mis iseenesest on vaevu märgatavalt muutunud viimase sajakonna aasta jooksul:

Glassmaking is a based on old, stable technologies that require lots of materials and energy. The basic furnace, which melts sand into glass at extremely high temperatures, hasn’t undergone a fundamental change since the 1850s. Furnace designers have long contented themselves with small improvements, such as using pure oxygen to improve energy efficiency.

Across the United States and around the world, the “greening” of glass is only getting started. “We’re making glass essentially the same way as the ancient Romans,” says Ian Kemsley, an inventor in Portland, Ore. “There’s tremendous waste, and a huge amount of money to be made by innovating.”

Artikli läbivaks teemaks näib olevat uudsete lahenduste ja protsesside otsimine varasematest katsetustest ja eksperimentidest, mis omal ajal lihtsalt ei tasunud ära, kuid kõrgema energiahinna juures on muutumas atraktiivseks. Näiteks sulatusahjude soojuspidavuse suurendamine on USA järjest olulisemaks muutunud ja sulatusprotsessi kiirendamine samuti. Mõne klaasitöösturi visioon tulevikust tundub aga eriti palju lubav:

Making glass stronger is perhaps the most difficult problem, and potentially the most astonishing advance. Everyday glass is less then 1 percent of its theoretical strength. Stronger glass would be lighter, require less material and be cheaper to transport — and would mean fewer broken wine glasses at dinner parties. Lighter glass could save more energy than any other single innovation. But there is a catch: Because the basic science of glass has been relatively neglected for decades, “we are just beginning to get a hold on the strength issue,” Mr. Greenman says.

Innovatsioon leiab aset igal poole ja pidevalt, sageli valdkondades, mis on innovatsioonipoliitikas maha kantud kui ebaolulised või ebapraktilised, kuid seda eelkõige väga inimliku piiratud informeerituse tõttu. Selliseid piiranguid seades tasub aeg ajalt meelde tuletada, et mingit valdkonda eelistades tõmmatakse erinevaid ressursse (nii raha, aeg kui inimesed) ära teistest valdkondadest, mis on võivad olla märksa suurema potentsiaaliga, kuid jäävad piisava tähelepanuta just sellepärast, et mõned ametnikud on otsustanud ühte või teist valdkonda eelistada.

Ühtlasi võib avaliku sektori poolne helde arendustegevuse rahastamine tähendada seda, et pigem alustatakse uute ja ambitsioonikate projektidega selle asemel, et heita pilk mineviku ja kaaluda hoopis vanemate leiutiste ja uuenduste kasutusele võtmist nüüd, kus see võib isegi tasuvaks osutuda.

Tagged with: innovatsioon, innovatsioonipoliitika, klaas, klaasitööstus

Categorised as: ...