Işığa Açılan Pencere: Cam

Kullandığımız camlar, yapay camlardır, bununla birlikte, cam dünyada doğal olarakta bulunmaktadır. Cam bilindiği gibi inşaattan, otomotive, gıda ürünlerinden, eczacılıktan, denizciliğe kadar birçok alanda kullanılan önemli bir malzemedir. Camın hayatımızda bu kadar geniş kullanılmasına neden olan ondaki üstün niteliklerdir.
Cam temasta bulunduğu gaz, sıvı ve katı haldeki maddelerin etkilerine karşı büyük direnç gösterebilir. Bu direnç, kimyasal dayanıklılık olarak tanımlanır. Camın kimyasal dayanıklılığı ayarlanabilir özelliktedir: Camdaki alkali oranın yüksekliği camın kimyasal dayanıklılığını zayıflatırken, boroksit, alüminyum oksit, çinko oksit ve zirkonyum oksit ise camın kimyasal dayanıklılığının artmasını sağlamaktadır. Özelliği sayesinde en sağlam bildiğimiz maddelerde bile saklayamadığımız çözücü parçalayıcı birçok kimyasalı cam kaplarda tutabiliriz.

"Cam, maddenin katı ile sıvı arasındaki özgün bir halidir. Silis (kum) atomları, araya giren kalsiyum, potasyum magnezyum ve sodyum atomları ile birlikte düzensiz bir tarzda birleşir. Bu "düzensizlik" sonucunda saydam, bozulmaz ve oldukça dayanıklı (çatlama hariç, çatlak hemen yayılır) bir madde ortaya çıkar. Paslanmadığı, su geçirmediği ve saydam olduğu içinde akla gelebilecek hemen her alanda kullanılır."

Camın fiziksel özellikleri insanların faydalanması için özel olarak dizayn edilmiştir: Camın şekillendirilmesinde en önemli etkenlerden biri yüzey gerilimidir. Bu özellik, camın çok ince gözeneklere girmesini ve bunları doldurmasına imkan tanır. Camın özgül ağırlığı, kimyasal bileşimine bağlı olarak 2,2-7,2 g/cm3 arasında değişmekle birlikte genel kullanımda olan pencere ve şişe camlarının yoğunluk değerleri 2,3-2,6 g/cm3 arasındadır. Bu değerler daha yüksek olsaydı cam şimdikinden çok daha ağır olacak ve pratikte kullanımı imkansız hale gelecekti. Cam ısıtılarak, sıcaklıkta genleşme oranı dolayısıyla sıcaklılığa dayanıklılığı ayarlanabilir. Oy- sa diğer pek çok madde için böyle bir durum söz konusu değildir.

Çoğu cisim çok sıcak ortamdan soğuk ortama geçtiğinde olumsuz etkilenir. Oysa camlar, genellikle 100-350°C sıcaklıklarda, soğuk su içerisine atıldıklarında, sıcaklık şoklarına dayanabilmektedirler. Üstelik camın kimyasal bileşiminde mevcut olan soda, potasyum ve kurşun oksitin oranı ile oynayarak camın ısıya ve ısı değişimlerine dayanıklılığı arttırılabilmektedir. Üstelik bu yapıldığında camın ısıya dayanıksız hali ile dayanıklı halindeki görünümünde hiçbir farklılık olmamaktadır. Camın ısı sığası, camın sıcaklığı arttıkça yükselmektedir. Her cam çeşidinin değişik sıcaklıklardaki ısı sığaları değişik olduğu gibi, camların ısı sığalarının sıcaklıkla değişmeleri de değişik olabilmektedir.

Camın mekanik özellikleri de mucizevi niteliktedir. Bazı özel yöntemlerle camın dayanıklılığı yüksek oranlarda artırılabilmektedir. Bununla birlikte, tasarımlarda; sertleştirilmiş bir üründe bu oran 10 katına çıkartılabilmektedir. Böyle camlar oldukça dayanaklı olup tekme ya çekiç darbelerinde dağılmaz. Bunun yanında iki cam tabakasını arasına başka bir kimyasal ekleyerek camı dayanıklı hale getirmekte mümkündür. Bu yöntemin otomobil çağının başladığı yıllarda keşfedilmiş olması da oldukça ilginçtir:
"Güvenli camın bulunması, tam da en çok ihtiyaç duyulan zamanda gerçekleştirildi: Motorlu taşıt çağında... 1903 yılında Fransız kimyager Edouard Benedictus, deney tüpünü laboratuarının zeminine düşürdü. Tüp kırıldı; ancak dağılmadan tek parça halinde kaldı. Benedictus, kolodyum ihtiva eden sıvının buharlaşmasından sonra tüpte kalan ince plastik tabakanın parçalanmayı engellediğini anladı. Bunu not ettikten sonra bu konu üzerine fazla kafa yormadı. Ancak, kaza yapan bir aracın içindeki kızın kırılan camlardan çok feci şekilde yaralanması, bu konuyu tekrar gündeme getirmesine neden oldu. Daha önceki deneyiminden esinlenerek iki cam tabakasının arasına selüloz nitrat yerleştirerek üç katlı camı oluşturdu. Buluşu 1920'lerde arabaların ön camlarında kullanılmaya ve otomotiv endüstrisinde ciddi şekilde taklit edilmeye başlandı."

Camın optik özelliği günlük hayatımızın vazgeçilmezleri arasına girmesine neden olmuştur. Cama optik özelliğini veren kırılma indisindeki ö-zel ayardır. Cam ışığı geçirebildiği gibi aynı zamanda iyi bir yansıtıcı da olabilmektedir. Yansıtma özelliği, cam yüzeyinin durumu ile yüzeye düşen ışığın dalga boyu ve yönüne bağlıdır. Silikat camları için ortalama yansıtma yüzdesi %4 olup, tamamen saydam bir cam gelen ışığın %92'sini geçirmektedir.
Cam Olmasaydı.

• Evlerimizde güneş ışığından mahrum olarak yaşardık,
• Mikroplar ve mikroorganizmalar hakkında bilgi edinemezdik,
• Ay ve yıldızlar hakkında gözümüzle gördüğümüz dışında fazla bir bilgimiz olmazdı,
• Temel göz rahatsızlıklarını gideremezdik,
• Laboratuarlardaki bir çok malzemeyi kullanamazdık,
• Aynalar olmazdı,
• Bütün arabaların üstü ya da çevresi hep açık olurdu,
• İçini görebildiğimiz yiyecek ve içecek kaplarımız olmazdı,
• Vitrin diye bir kavram olmaz ticaret bundan olumsuz etkilenirdi,
• Fotoğraf makineleri olmazdı,
• Televizyonlar ve bilgisayar monitörleri olmazdı,
• Ampul olmazdı, karanlığa mahrum kalırdık,
• Otomobillerde dikiz aynaları olmazdı,
• Scanner (tarayıcı), fotokopi makineleri olmazdı,
• Yüksek data transferi ve ışık aktarımı yapan fiberoptik kablolar olmazdı,
• Süs eşyaları ve biblolar olmazdı,
• Ateşe dayanıklı cam kaplar olmazdı,
• Seralar olmazdı,
• Bugün kullandığımız aydınlatma armatürlerinin büyük kısmı olmazdı,
• Vitraylar olmazdı,
• Saatleri okuyamazdık, okuyabildiklerimiz ise dış etkenlere karşı korumasız olurdu,
• Uçaklar ve helikopterlerdeki pencereler olmazdı,

Şüphesiz böyle bir Dünya kesinlikle bugünkü gibi olmayacaktı. Eğer bugün bir çok teknolojiden ve konfordan yararlanabiliyorsak bu camdaki özel yaratılıştan kaynaklanmaktadır. Camın bugünkü özelliklerde olması tek başına yeterli değildir. Camın hammaddesinin bol ve kolay rastlanır olması şarttır (kum gibi). Allah rahmeti sayesinde camın hammaddesini bol ve kolay ulaşılır şekilde yaratmıştır. Allah kullarına karşı çok lütufkardır. Kullarına yalnızca şükretmeleri karşılığında sayısız nimet vermiştir. Allah Kuran'da şöyle bildirir:

"Şüphesiz, senin Rabbin, insanlara karşı büyük lütuf (fazl) sahibidir, ancak insanların çoğu şükretmiyorlar." (Neml Suresi, 73)

Cam, insan yaşamı için önemli bir maddedir. Bulunuşundan günümüze kadar bir taraftan çeşitleri artarken, diğer taraftan da kullanım alanı genişlemiş, vazgeçilmez bir tüketim maddesi olmuştur.