Il vetro è un materiale estremamente versatile, di cui esistono numerose varianti, ottenute grazie all’aggiunta di determinati elementi che ne modificano le proprietà chimico-fisiche. Nel linguaggio comune si utilizza tale termine per riferirsi ai vetri costituiti prevalentemente da ossido di silicio, impiegati nella realizzazione di infissi, contenitori e bicchieri e nella manifattura di elementi decorativi.
Esiste un’altra tipologia di vetro che va ricordata alla luce della sua duttilità applicativa: il vetro borosilicato, costituito principalmente da silice e triossido di diboro.
Di cosa si tratta?
Il vetro borosilicato, anche noto col nome commerciale di Pyrex, è un materiale robusto, impiegato per le sue qualità di resistenza agli sbalzi termici e per il suo basso coefficiente di dilatazione. Esso si ottiene attraverso la sostituzione degli ossidi alcalini con l’ossido di boro nel reticolo vetroso della silice. Quando l’ossido di boro entra nel reticolo della silice ne indebolisce la struttura, a causa della presenza di atomi di boro planari trivalenti, e ne abbassa il punto di rammollimento.
La chimica del vetro borosilicato
In particolare, il vetro borosilicato viene creato combinando e fondendo anidride borica (o triossido di diboro, come indicato in precedenza), sabbia silicea, carbonato di sodio e allumina. La composizione del vetro borosilicato a bassa espansione è di circa 80% di silice, 13% di anidride borica, 4% di ossido di sodio o potassio e 2-3% di ossido di alluminio. La particolarità di tale vetro sta proprio nella sua composizione, simile a quella del vetro comune, da cui viene però escluso il piombo. Nonostante l’assenza di questo elemento il vetro non perde né lucentezza né trasparenza.
La storia
Questa tipologia di vetro è più difficile da realizzare, rispetto a quella tradizionale, a causa dell’elevata temperatura di fusione; ma risulta più economica da produrre.
Il vetro borosilicato fu sviluppato dal chimico e imprenditore tedesco Friedrich Otto Schott alla fine del XIX secolo a Jena, città da cui questa tipologia di vetro prese originariamente il nome, fornendo una pregevole soluzione per applicazioni scientifiche e tecnologiche, in particolare nel settore chimico.
Nel 1915, l’azienda statunitense Corning Glass Works iniziò a commercializzare i propri prodotti in vetro borosilicato con il marchio Pyrex.
Un ventaglio di benefici
Il vetro borosilicato soddisfa un’ampia varietà di applicazioni, grazie alle sue vantaggiose caratteristiche, tra cui:
- la resistenza al calore e agli sbalzi di temperatura;
- un basso coefficiente di dilatazione;
- doti di inerzia chimica e trasparenza.
È inoltre totalmente igienico: non essendo poroso non trattiene batteri. Si pulisce facilmente, è ottimo per la conservazione degli alimenti poiché non altera il gusto del cibo e non contiene sostanze potenzialmente nocive per l’uomo, essendo costituito da componenti naturali. Infine, è completamente riutilizzabile, sterilizzabile e riciclabile al 100%.
Le applicazioni
Ma torniamo ora alle sue applicazioni. Il vetro borosilicato garantisce un’ampia varietà di utilizzi, che vanno dagli strumenti da cucina alle apparecchiature di laboratorio; ma anche prodotti di alta qualità, come dispositivi medici e dispositivi per il settore aerospaziale.
Quasi tutta la moderna vetreria da laboratorio è realizzata in vetro borosilicato, grazie alla sua resistenza chimica e termica e alla buona trasparenza ottica.
Inoltre, il borosilicato è ampiamente utilizzato nei dispositivi medici impiantabili, come protesi oculari, articolazioni artificiali dell’anca, cementi ossei, materiali compositi dentali e persino nelle protesi mammarie.
Anche l’industria dei semiconduttori richiede questa tipologia di vetro per lo sviluppo di sistemi microelettromeccanici (MEMS). Mentre l’ottica punta sul basso coefficiente di dilatazione termica dei vetri borosilicati per realizzare componenti per telescopi astronomici a riflessione.
Per conoscere le diverse famiglie di vetro borosilicato e altre applicazioni clicca qui.
Fonti: wikipedia, tescomaonline.com
