التزجيج

التزجيج ( من اللاتينية vitrum بمعنى " زجاج " ، عبر الفرنسية vitrifier ) ​​هو التحول الكامل أو الجزئي لمادة ما إلى زجاج . ^{[ 1 ]} في صناعة السيراميك ، يُعد التزجيج مسؤولاً عن عدم نفاذية الماء فيه . ^{[ 2 ]} 

تُستخدم هذه التقنية بشكل شائع في صناعة الفخار والزجاج وبعض أنواع الأطعمة، ولكن لها استخدامات أخرى عديدة، مثل تجميد سائل مضاد للتجمد في عملية الحفظ بالتبريد . كما تُستخدم في التخلص من النفايات المشعة وتخزينها على المدى الطويل ، حيث تُثبّت النفايات داخل مادة زجاجية صلبة تُعتبر أكثر استقرارًا للاحتواء.

وقد تم اقتراح ^{[ 3 ] [ 4 ]} ، على الرغم من أنه محل خلاف ^{[ 5 ]} ، أن الحرارة الشديدة لثوران جبل فيزوف في عام 79 ميلادي قد أدت إلى تجميد دماغ ضحية واحدة على الأقل.

التزجيج هو عملية انصهار جزئي تدريجي للطين ، أو لأي جسم آخر، نتيجةً لعملية الحرق . ومع تقدم عملية التزجيج، تزداد نسبة الروابط الزجاجية، وتقل المسامية الظاهرية للمنتج المحروق تدريجيًا. ^{[ 2 ] [ 6 ]} تتميز الأجسام التزجيجية بمسامية مفتوحة، وقد تكون معتمة أو شفافة . في هذا السياق، يمكن تعريف "انعدام المسامية" بأنه امتصاص أقل من 1% من الماء. ومع ذلك، تحدد إجراءات قياسية مختلفة شروط امتصاص الماء. ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} ومن الأمثلة على ذلك ما ذكرته الجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM) ، حيث تنص على أن "مصطلح "زجاجي" يشير عمومًا إلى امتصاص أقل من 0.5% من الماء، باستثناء بلاط الأرضيات والجدران والعوازل الكهربائية ذات الجهد المنخفض ، والتي تُعتبر زجاجية حتى امتصاص 3% من الماء." ^{[ 10 ]}

يمكن جعل الفخار غير منفذ للماء عن طريق التزجيج أو التزجيج. يُعدّ البورسلين والخزف الصيني العظمي والأدوات الصحية أمثلة على الفخار المزجج، وهي غير منفذة للماء حتى بدون تزجيج. قد يكون الفخار الحجري مزججًا أو شبه مزجج؛ النوع الأخير لا يكون غير منفذ للماء بدون تزجيج. ^{[ 2 ] [ 11 ] [ 12 ]}

عندما يتم تبريد السكروز ببطء ينتج عنه سكر بلوري (أو حلوى صخرية )، ولكن عند تبريده بسرعة يمكن أن يشكل حلوى قطنية شرابية (حلوى / غزل البنات).

يمكن أن تحدث عملية التزجيج أيضًا في السوائل كالماء، عادةً من خلال التبريد السريع جدًا أو إضافة عوامل تثبط تكوّن بلورات الجليد . وهذا يختلف عن التجميد العادي الذي ينتج عنه تكوّن بلورات الجليد. يُستخدم التزجيج في المجهر الإلكتروني فائق البرودة لتبريد العينات بسرعة فائقة تسمح بتصويرها بالمجهر الإلكتروني دون إتلافها. ^{[ 13 ] [ 14 ]} في عام 2017، مُنحت جائزة نوبل في الكيمياء لتطوير هذه التقنية، التي يمكن استخدامها لتصوير أجسام مثل البروتينات أو جزيئات الفيروسات. ^{[ 15 ]}

يُصنع زجاج الصودا والجير العادي ، المستخدم في النوافذ وأواني الشرب، بإضافة كربونات الصوديوم والجير ( أكسيد الكالسيوم ) إلى ثاني أكسيد السيليكون . وبدون هذه الإضافات، سيحتاج ثاني أكسيد السيليكون إلى درجة حرارة عالية جدًا ليذوب، ثم (مع التبريد البطيء) ليتحول إلى زجاج.

تُستخدم عملية التزجيج في التخلص من النفايات النووية أو غيرها من النفايات الخطرة وتخزينها على المدى الطويل . ^{[ 16 ]} تُخلط النفايات مع مواد كيميائية مُكوِّنة للزجاج في فرن لتكوين زجاج منصهر يتصلب بعد ذلك في حاويات، مما يُثبِّت النفايات. يُشبه شكل النفايات النهائي حجر الأوبسيديان ، وهو مادة متينة غير قابلة للتسرب ، تحبس النفايات بداخلها بفعالية. من المُفترض على نطاق واسع أنه يُمكن تخزين هذه النفايات لفترات طويلة نسبيًا بهذا الشكل دون القلق بشأن تلوث الهواء أو المياه الجوفية . يستخدم التزجيج بكميات كبيرة أقطابًا كهربائية لصهر التربة والنفايات في أماكن دفنها. يُمكن بعد ذلك استخراج النفايات المُتصلبة مع تقليل خطر التلوث واسع النطاق. وفقًا لمختبرات شمال غرب المحيط الهادئ الوطنية ، "يُثبِّت التزجيج المواد الخطرة في شكل زجاجي مستقر يدوم لآلاف السنين". ^{[ 17 ]}

تشير إحدى الدراسات إلى أنه خلال ثوران بركان فيزوف عام 79 ميلادي ، تحوّل دماغ أحد الضحايا إلى زجاج بفعل الحرارة الشديدة للرماد البركاني . ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]} وقد تم دحض هذا الادعاء. ^{[ 24 ]}

• علم التبريد
• بلورة
• التبريد الفائق
• حصن مُزجّج

• أشلي، ستيفن (يونيو 2002). "التقسيم والتزجيج" (ملف PDF) . مجلة ساينتفك أمريكان . 286 (6): 17-19 . رمز Bibcode : 2002SciAm.286f..17A . doi : 10.1038/scientificamerican0602-17 . تاريخ الاسترجاع: 10 مايو 2015 .
• لوفغرين، ستيفان. "شركة أريزونا تُجمّد الجثث لإعادة إحيائها في المستقبل" ، مارس 2005، ناشيونال جيوغرافيك