沙子,這種東西在地球上可是一點也不缺,特別是沙漠中的沙子,不僅多,而且沒有什麼用。
沙子是一種不可或缺的建築材料,蓋樓用的水泥、鋪路用的瀝青之中都少不了沙子,但這裡所說的沙子並不包括沙漠中的沙子。沙漠中的沙子經過長年的風化作用,表面十分光滑,無法作為建築材料的原料使用。這真是可惜了,放眼世界,撒哈拉沙漠、阿拉伯沙漠和利比亞沙漠加起來,佔地就超過了1000萬平方公里,而我國境內的塔克拉瑪干沙漠也足足有33萬平方公里,如果多的沙子,難道就真沒有什麼用嗎?沙子是什麼?沙子的主要成分就是二氧化矽,那麼有沒有什麼東西的主要成分也是二氧化矽呢?有,玻璃。
玻璃是二氧化矽,沙子也是二氧化矽,而且相比其它地方的沙子而言,沙漠中的沙子雜質含量更少,那麼把這些沙子加熱之後是否能夠變成玻璃呢?
這似乎是一個好主意,想一想都覺得十分過癮,如果把沙漠中的沙子都變成玻璃,不僅能夠改善地球生態,還能夠給人類提供永遠用不完的玻璃,豈不是一舉兩得?這個世界的有趣之處就在於,只要你能夠想到的事情,那麼就一定有人已經付諸於實踐了。在國外就有一些年輕人跑到了沙漠之中去加熱沙子,並試圖製造出玻璃,整個實驗過程後來也被髮表在了國外的網站上。
實驗中,在將沙子加熱到了2200攝氏度之後,的確呈現出了玻璃晶瑩剔透的感覺,但距離我們常識中所知的玻璃還有著一定的距離。
那麼為什麼同樣是二氧化矽,沙子加熱後卻沒有辦法變成我們所熟悉的玻璃呢?關鍵就在於加熱的溫度不同,而導致加熱溫度不同的原因,則是原料不同。的確,製造玻璃的主要原料就是二氧化矽,但並不只有二氧化矽,除了主要原料之外,還要新增很多輔料,比如硼酸、硼砂以及石灰石等等。除了新增輔料之外,還必須要去除雜質,而“除鐵”是玻璃製造流程中非常重要的一環,如果少了這一環,是無法制造出質量合格的玻璃的。
當一切準備就緒之後,就是燒製了,燒製玻璃通常會使用池窯或者坩堝窯,在保證受熱均勻的情況下,只需要1500攝氏度左右的溫度就可以獲得質量合格的液態玻璃,最後只需要將這些液態玻璃放置到模具裡定型,就可以獲得我們想要的玻璃製品了。
那麼如果不新增這些輔助材料,也不進行雜質的去除,直接把沙漠裡的沙子拿過來就燒,會怎麼樣呢?就會像那群國外年輕人所做的實驗一樣,大概需要2200攝氏度的高溫才能夠將沙子變成光滑透亮的液體。而過高的溫度會導致物質的結構發生變化。沙子最為主要的成分是二氧化矽,而二氧化矽中矽原子與氧原子是依靠共價鍵連線在一起的。
過高的溫度會導致矽原子與氧原子的共價鍵發生斷裂,從而導致原子處於遊離狀態,出現隨機組合,雖然這種變化只是物理層面的變化,但足以使得它無法形成我們所期待的玻璃的樣子。
由此可見,要想使用沙漠裡的沙子直接燒製玻璃,實在有些異想天開,若真是如此,治沙也太過簡單了。那麼既然不能直接使用沙子來燒製玻璃,那麼能夠對沙漠裡的沙子進行提純之後再用嗎?這還是頗具難度的。沒錯,沙漠中的沙子相對而言雜質較少,其主要成分就是二氧化矽,但如果想將這些二氧化矽給分離出來,卻不是一件容易的事情。面對這些在顯微鏡下才能看清的細小圓潤的沙粒,我們怎麼才能將它們分離出來呢?
通常所使用的物理分離方法都很難將沙子中的二氧化矽顆粒篩選出來,即便有方法,成本也是相當高的。
與其從沙子之中分離二氧化矽顆粒,還是從石頭中提出二氧化矽更為方便,也更為廉價,況且二氧化矽本就不是什麼稀缺資源,在地球上的儲量是非常巨大的,所以根本犯不上跟沙子去較近。由此可見,沙漠中的沙子還是沒有什麼用。雖然用沙子燒製玻璃的想法不能成真,但這種思路還是值得肯定的,環境治理最有效的方法就是為想要消滅的東西找到某種用途,單方面付出的治理方式往往很難長久。