Fascinantno je koliko je istorije, nauke i nepoznanica skriveno pod okriljem jedne (obične) kapi. Istina, nije riječ o kapi vode, već o kapi rastopljenog, a zatim naglo ohlađenog stakla, to je kaljeno staklo. Pa, krenimo s pričom…

Neki je zovu Pruskom, drugi pak Nizozemskom suzom, ipak najrašireniji naziv za ovu neobičnu tvorevinu je suza princa Ruperta, pri čemu se misli na princa Ruperta od Rajne, vojvodu Cumberlanda (17.12.1619.-29.11.1682.), njemačko-engleskog vojnog oficira, admirala, naučnika i kolonijalnog guvernera. Upravo je on staklenu kap ili suzu, kako se često opisuje, donio u Britaniju 1660. godine kako bi bila detaljnije proučena.
Nepoznato je kada je prvi put izrađena. Postoje indikacije da su već stakloduvači Rimskog carstva znali za nju. Prvi zapisi o pravljenju ove fascinantne kapljice potiču iz 1625. godine, a opisuju njenu izradu u Mecklenburgu, pokrajini Sjeverne Njemačke, odakle se slala u ostatak svijeta kao ekscentrični proizvod zanatskog umijeća.
Otad, pa sve do danas pobuđuje interes zbog svojih neobičnih svojstava. Riječ je o komadiću stakla koji je ojačan procesom poznatim kao kaljenje, odnosno naglim hlađenjem jako zagrijanog materijala. Sličnim postupkom dobija se i kaljeno željezo, koje se odlikuje većom čvrstoćom od običnog željeza.
Sam postupak izrade vrlo je jednostavan. Mali komad stakla se zagrije u šuštećem plamenu Bunsenovog plamenika (koji postiže temperaturu od oko 1200 °C) iznad čaše s vodom. Na toj temperaturi staklo dovoljno omekša da se počne ponašati poput tekućine, formirajući kapljicu, padne u čašu s vodom. Pri tom dolazi do naglog hlađenja materijala i to iz spolja prema unutra.
Budući da gustina, a s njom i zapremina stakla zavisi od temperature na koju je zagrijano, prilikom hlađenja dolazi do naglog stiskanja formiranog oblika. Tako vanjski slojevi kapi, koji se brže ohlade od unutrašnjih, formiraju vrlo veliki pritisak prema unutrašnjim slojevima, što dovodi do nastanka jakih internih sila i naprezanja. Zahvaljujući njima, kapi se odlikuju izvanrednim mehaničkim osobinama – jedan običan komadić stakla sada je gotovo tvrđi od čelika i ako ga pokušamo zdrobiti lupajući čekićem, gotovo sigurno nećemo uspjeti.
Međutim, ako lagano slomimo tanki repić, kap se rasprsne u milijarde sitnih komada, formirajući staklenu prašinu. Slično se ponašaju i prenapregnuta stakla na automobilima i autobuskim stajalištima, jer se lome u komadiće koji nisu oštri, čime se smanjuje opasnost od povreda prilikom njihovog pucanja.
Suza princa Ruperta prvi je primjer u kojem se čovjek susreo sa vještački dobijenim prenapregnutim materijalom. Iako na prvi pogled ne izgledaju kao nešto posebno, ako ih posmatramo uz izvor polarizovane svjetlosti, otkrićemo u njima razne oblike u različitim bojama. Svaka od tih boja predstavlja jedan domen, a upravo njihov poredak i brojnost ukazuje koliko je sama kap fizički nehomogena.
 
Autor teksta i fotografija: dr sc. Alen Bjelopetrović-Dax
Još zanimljivih stvari možete naći na stranici Zavoda za metrologiju Crne Gore Klik na lab.
kaljeno staklo