Tenk når husbyggeren velger hva slags vindu eller fasade som egner seg best i nord, sør, vest eller øst. Er det et energihøstende vindu med gjennomsiktige solceller mot sør? Er det en dynamisk, variabel solskjerming mot vest? Er det en energibesparende fasade mot nord og øst?
Tekst: Mikael Ludvigsson
Verden er delt opp i materialer som oppfattes enten lyse eller mørke, kjedelige eller morsomme, åndsfattige eller kreative.
Det ugjennomskinnelige og opake kan stå for det kjedelige og åndsfattige, mens det transparente symboliserte det utfordrende og inspirerende.
«Transparent Intelligens» er Mikael Ludvigssons første artikkel her i glassogfasade.no.
Hans utgangspunkt er at i stedet for å tenke glass må vi tenke transparent.
Begynnelsen
Glass er ikke bare glass. Glasset kan og må skreddersys til den respektive funksjonen og produktet. Mulighetene er mange hvis transparent intelligens brukes i tankeprosessen.
Mennesket startet å temme ilden og med varmen kunne ulike materialer blandes og bearbeides.
Gode tanker og en del tilfeldigheter ledet utviklingen frem til materialer som metaller, ulike legeringer som bronse og etter hvert glass. I bergarten obsidian fantes også glass som et naturlig formbart materiale.
Innledningsvis ble glass benyttet som pilspisser, kniver, verktøy og andre hverdagslige objekter.
Teknologien løftet oss videre til et bredt produktspekter fra flasker, prydgjenstander, linser, briller kikkerter, mikroskop, speil og vindusruter til optiske fibere. Romerne var de første som fremstilte plant bygningsglass.
De første transparente funksjonene kom når det også var mulig å farge glassmassen, og for eksempel bruke blå flasker til farlig innhold.
Farget glass kunne også beskytte skjøre produkter mot lys. Glass ble godt egnet til oppbevaring av mat og medisiner, samtidig som det var mulig å se innholdet.
Farget glass har lenge vært det dominerende solbeskyttelsesglasset. Farget glass er basert på at solens strålingsenergi absorberes i glasset. Denne absorpsjonen er en funksjon av mengden «fargestoff» som vanligvis er henholdsvis jern, kobolt og selen. Jern er nok det viktigste elementet å ha i mente, da det er jern som gir vanlig floatglass den karakteristiske svake grønntonen.
Glass er kjemisk inert (tregt) og reagerer med svært få andre stoffer. Dette muliggjør bruk av glass som underlag og bærer av andre transparente materialer og funksjoner.
Glassoppskriften (råvaremiksen) har stor betydning for hvilke funksjoner som kan oppnås i materialet. Derfor sier vi ved vårt glassforskningsinstitutt – RISE Glass – at «glass er ikke bare glass», når vi beskriver hvordan ulike typer glassoppskrifter gir ulike egenskaper og ulike farger.
Et par briller, vindusglass, dekorglass eller en flaske har selvfølgelig ikke samme type glass. Dette betyr at glasset kan og må skreddersys til den respektive funksjonen og produktet.
Herding
I materialforskning er temperaturbehandling av materialer ikke uvanlig.
Metaller, legeringer, keramikk og andre materialer kan produseres og endres med hensyn til bruk og funksjon ved hjelp av ulike temperaturbehandlinger. Dette gjelder også glass, der det er mulig å innføre indre spenninger i glassmaterialet ved å varme det opp til drøyt 600 grader Celsius og deretter kjøle det ned veldig raskt.
En korrekt utført temperaturherding gir et glass som er meget sterkt og tåler betydelig større påkjenninger enn et vanlig glass.
Et herdet glass knuses i «tusenvis» av biter når den interne spenningen brytes. Dette skjer spesielt når glasskanten utsettes for støt eller utilsiktet slag.
Glass kan også herdes ved kjemisk behandling. Spenninger i glasset oppnås ved at man lar større atomer trenge inn i overflaten og finne sted i det absolutt ytterste laget på sidene av glasset.
Atomene som er introdusert komprimerer de andre atomene i nettverket, og skaper enda større spenninger enn ved en ren temperaturbehandling.
Frontrutene i cockpitene i fly har vært utstyrt med kjemisk herdet glass i flere tiår, men det fikk sitt store gjennombrudd da mobiltelefoner og datamaskiner med berøringsfunksjon ble introdusert.
Det kjemisk herdede glasset er 10-12 ganger sterkere enn vanlig glass.
Laminering
Laminering av glassplater har gitt glass enorme muligheter som byggematerialer.
Når det herdede glasset granulerer i tusenvis av biter, holder en laminert rute glassbitene på plass i konstruksjonen. Det finnes ulike polymerer som er utviklet for å laminere glassplater. De vanligste er polyvinylbutyral (PVB) og etylenvinylacetat (EVA).Det fine med lamineringsprosessen er at det er mulig å laminere andre materialer og belegg mellom glassene.
Herdet glass og laminert glass er de to viktigste komponentene når man skal sette sammen sikrings- og trygghetsprodukter.
Belegg
Bruk av ulike tynne belegg på glass er imidlertid den innovasjonen som har bidratt med flest funksjoner.
I beleggets ungdom, på 70-tallet, fordampet metaller direkte på glassoverflaten. Den teknologien ble senere for dyr og treg, og manglet forutsetninger for å skaleres opp til høyere produksjonsvolumer.
I de kommende tiårene ble det utviklet to vesentlige produksjonsprosesser, henholdsvis «hard coatings» og «soft coatings».
Harde belegg produseres ved en såkalt CVD (Chemical Vapour Deposition) -prosess og myke belegg ved en PVD (Physical Vapour Deposition) -prosess.
Litt forenklet gir CVD-prosessen et hardere belegg enn PVD fordi det gir en kjemisk reaksjon med overflaten på glasset, mens sistnevnte gir en svakere binding til glassoverflaten.
Imidlertid kan PVD-prosessen styres og kontrolleres med høyere presisjon og produsere mange flere lag eller lag med forskjellige belegg, sammenlignet med CVD-prosessen.
Om forfatteren
- Mikael Ludvigsson er forsker ved Research Institutes of Sweden (RISE).
- Ludvigson er utdannet sivilingeniør i teknisk fysikk ved Uppsala Universitet og har jobbet som forsker ved RISE, med glass som spesialfelt, siden 2011.
