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01

80，90后，应该有这种共同回忆，小时候的建筑玻璃好多都是蓝色或者棕色的。

不是当时的人特别喜欢有颜色的玻璃。

当然也有透明的玻璃，但呈现一种淡淡的绿色，侧面看尤其明显，显得不是特别纯净透亮。

为了遮盖这种淡绿色，进行各种调色就成了主流。

比如上图这种蓝色玻璃。

人类工业，也是最近几十年才能大批量生产民用的高透玻璃（≥90%透光率）。

答案：是2005年。

没想到吧！

只有后工业时代的小年轻们才有机会把高透玻璃当做理所当然的存在。

参见：

根据《我国建筑装饰玻璃的现状及其发展趋势》（2000年），90年代国产普通玻璃透光率仅80-86%（5-10mm厚度），而国际标准为81-88%。生产工艺中掺锡量高达30-60g/m²（国际标准15-25g/m²），导致玻璃本体透明度不足。

1993年前国内仅深圳有一条ITO膜生产线，年产能3万平方米，其余依赖进口。高端透明导电玻璃的短缺迫使行业选择更易生产的彩色玻璃替代。

直到2005年，河北晶牛集团建成国内首条透明微晶玻璃生产线，透光率≥92%，厚度控制达3-8mm，应用于卫星光学系统，标志国产透明玻璃达到国际先进水平。

02

这也回答一众网友的另一个问题：

“鸟又不瞎，为什么会看不见玻璃？？？”

不过，鸟撞击到玻璃上的原因其实很复杂（后面再细聊）。

归根到底，高透玻璃这玩意就是个bug。

自然界根本不存在这样大块的、能透过90%可见光的非晶体硬东西。

PS：

玻璃不是晶体，所以没有固定熔点。

玻璃是玻璃态物质，其微观结构具有类似液体的无序特征。

这个很有趣，最后再讲。

自然界大多数动物还没来得及进化出能看见透明度这么高东西的眼睛。

谁也别笑谁

你也看不见完全透明的干净玻璃

但是某些蛇等能“看见”透明玻璃（这个后面也会聊）。

03

我们先讲讲玻璃的历史。

我们古代没有大规模生产透明玻璃，主要是因为缺乏碳酸钠（纯碱（Na₂CO₃）。

我们古代基本上是铅钡硅酸盐玻璃，透光率20%-40%。

这又是一个很难想象的点。

真的吗？缺碳酸钠？

是真的。

别看碳酸钠Na₂CO₃这玩意现在便宜得要死，工业级一吨才千元级，但是我们国家古代就是缺少天然碱矿。

近代以来，我们工业合成纯碱也一直被卡脖子，很多工业产品没法廉价工业化生产，直到1920年代侯氏制碱法横空出世。

侯氏制碱法的故事（人教版化学必修1）

另外，天然的纯碱我们不是没有，是挖不出来。

中国碳酸钠矿床如内蒙古查干诺尔、吉林大布苏湖比较偏远。

还有些矿床因埋藏深（如吴城盆地矿层埋深800米）、勘探技术限制，直至现代才被发现，古代无法利用。

简而言之：

需要深挖，导致我们点不出来透明玻璃这个科技树。

高透玻璃技能树没点，天文学和微生物就发展不起来。

高耐热玻璃的技能树没点，化学就发展不起来。

玻璃在科技史的应用非常长远且基础...

04

而西方在罗马时期可以生产70%以上的透光率的钠钙玻璃。

古罗马出土的玻璃杯

国外很多古文明的落脚点，盐湖边上就有高纯度的天然纯碱，直接运走就能用。

比如埃及Wadi Natrun盐湖群。

该地区已探明古泡碱矿层厚度达6-8米。Wadi Natrun泡碱含Na₂CO₃达85-92%，杂质（如NaCl、Na₂SO₄）比例显著低于其他地区矿源，适合高品质玻璃生产。

也就是说在古代埃及几乎有挖不完的纯碱，所以他们肥皂和玻璃技术都比较成熟。

我们因为没有纯碱，古代没法做现代意义的肥皂，用草木灰（碳酸钾）做的肥皂皂化率和保质时间都远远低于纯碱做出来的肥皂，所以我们洗衣服也是个麻烦事，真是皂化弄人啊。

埃及

从公元前3000年开始利用尼罗河谷天然碱（Na₂CO₃·10H₂O）制作玻璃和木乃伊防腐剂。

罗马公元前30年罗马征服埃及后，直接掌控该战略资源产地，通过尼罗河-地中海航线每年运输约2000吨泡碱至意大利，所以罗马的制造透明玻璃的工艺十分了得。

叙利亚

工匠在公元前50年左右发明玻璃吹管，使玻璃壁厚从5-8mm降至1-2mm。吹制工艺结合泡碱助熔（熔点从1100℃降至800℃），玻璃中铁氧化物（Fe₂O₃）含量从2.5%降至0.3%，透光率提升至85%（对比早期砂芯法玻璃的30%透光率）。

对比一下

同一时期西汉年间的玻璃杯：

铅钡玻璃

厚度3-5mm

较浊

05

不过虽然西方制作透明玻璃的技术比较早，但是他们也有技术瓶颈:

欧洲很多教堂是玻璃是这种彩色马赛克，不是因为好看。

而是因为早期玻璃工艺受到限制（12-13世纪）。

工业玻璃制造技术尚未成熟，无法生产大面积透明玻璃，工匠只能手工制造出面积小、厚度不均的杂色玻璃片，然后采用工字形铅条拼接技术，将零碎玻璃组合成完整画面。

06

大洋彼岸16世纪开始研究显微镜、望远镜了，但当时的明清“海禁”限制技术交流，欧洲16世纪钠钙玻璃配方未能传入。

乾隆年间广州十三行进口的欧洲玻璃器被列为“奇技淫巧”，从来没有官方的引导去研究去模仿（那时候我们也缺纯碱，没法大量工业制造）。

所以我们直到近代才开始钠钙玻璃的研究，高透玻璃民用化更是千禧年后的事情了。

西方文明其实也被耽误了千年。

玻璃是人类进行靠谱的化学研究的前置技能点，尤其是有了能够耐热和抗化学侵蚀的玻璃，化学家们才得以通过肉眼观察反应过程。

有意思的是，这样的玻璃其实早在古罗马时期就被制造出来。

那时的一位玻璃工匠将他的发明呈给提贝里乌斯皇帝，但玻璃的制法却被皇帝连同工匠本人一起抹杀。

为啥？

只是为了保护宫殿里其他玻璃制品的价值。

直到1880年，加入硼砂的耐热玻璃才被德国人重新发明。
皇帝小小的保护欲，让人类的化学技能树因此被拖了近1800年。而古罗马人因铅器铅管亡国灭种，也是一种冥冥之中的因果报应，令人唏嘘。

07

为什么铅钡玻璃不透光，而钠钙玻璃能做到高透光率？

这背后涉及带隙能量，杂化轨道等复杂理论。

简单来说：

现代技术的钠钙玻璃就像透明的矿泉水，杂质少，气泡少，透光好，清澈见底。

而古法的铅钡玻璃则像混着泥沙的黄河水，泥沙多影响水里面光的折射，所以不透光，看不见水下的情况。

但可见光这个词是针对人来说的。

对人来说，高透玻璃实现可见光波段（380-780nm）透光率超过90%。

但是普通玻璃对紫外线和红外线的吸收都比较强烈，只能漏过5%左右（这也是为什么玻璃被晒后会发热）。

所以如果一个动物能看见紫外线和红外线，那么他是有可能看见玻璃的。

比如某些蛇：

某些蛇有颊窝可以用来感受红外线，也就是说，如果一块吸收了热量的高透玻璃在蛇的不远处，虽然蛇视力不好，但是它们能明显感觉到玻璃在发热，所以可能会把玻璃错误地当做捕猎的目标从而撞上去。

这种针对生物的热成像一般是某些夜行性动物才有的特征。

08

有些甲虫会跟玻璃交配…

2011年的搞笑诺贝尔尔奖就给予了这个1983年的研究，深棕色或绿色啤酒瓶的反射波长（约550-600nm）与某些雌性昆虫体色光谱重叠。

如，吉丁虫科的宝石甲虫（Julodimorpha bakewelli），就偏好金属光泽表面。

所以它们找对象的时候会考虑啤酒瓶~

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鸟类

普通鸟类的可感知波长范围扩展至 300-700nm（人类380-700nm），包含近紫外光（UV-A波段315-400nm）。

由此可见，鸟类的可见光范围跟人类是高度重合的，鸟类具有四色视觉（人类为三色），视网膜含5种视锥细胞。

所以它们也非常依赖视觉。

鸟撞击到玻璃上的原因其实很复杂。

根据玻璃情况不同分为以下三种：

1、高透明的玻璃，鸟类看不见

前面说了，因为玻璃能透过可见光，所以干净的玻璃对很多生物来说约等于不存在，生物还没进化到识别玻璃的程度。

鸟类的正面视力较差，而侧方视力较强，这使得它们在飞行过程中难以发现前方的障碍物，尤其是透明的玻璃。

2、镜面反射以及高反射光的玻璃

镜面反射的玻璃墙或者晚上反光的白色粉刷墙壁，或者反射光很强烈的玻璃，鸟类都有可能撞上去。

这就不是它们看不见，正是因为看见了才撞上去的。

这里就要提到鸟类的方向感知系统了。

部分鸟类，尤其是大规模迁徙的鸟类，往往有趋光性，利用自然光线来定位。

人造的光源和玻璃幕墙的反射都有可能严重影响鸟类的导航，导致它们错误地撞上玻璃幕墙。

3、晚上透出的室内光

同样是因为鸟类的趋光性。

晚上玻璃透出的光线会严重干扰鸟类的导航。

2021年在麦考密克广场进行的一项研究发现，关闭大型建筑物中一半的灯光就可以将鸟类碰撞事故减少60%。

10

如何救救不小心撞玻璃的小鸟？

前面说到鸟类能看见UV-A波段315-400nm的紫外线。

所以采用CeO₂的紫外线反射玻璃（反射率＞80%）就能让鸟类看见玻璃在发光。

以及采用磨砂玻璃幕墙，消除镜面反射，都能很大程度地降低鸟类撞玻璃墙的概率。

在推进生态友好型城市建设方面，部分措施对鸟撞玻璃很有效果。

比如：

改变玻璃的反光率；

采用特殊处理玻璃材质，通过降低表面反光率；

结合候鸟飞行走廊分析优化高层建筑布局；

在候鸟迁徙高峰期关闭非必要建筑照明；

等等。

就不细说了，都是政策方面的。

我们日常能做的，不在家的时候以及晚上拉窗帘是个很好的办法。

以上~