Cama, stratejik açıdan önemi olan bir maddedir. Bulunuşundan günümüze kadar bir taraftan çeşitleri artarken, diğer taraftan da kullanım alanı genişlemiş, vazgeçilmez bir tüketim maddesi olmuştur.

Doğal Cam

“Kullandığımız camlar, yapay camlardır, bununla birlikte, cam dünyada doğal olarak da bulunmaktadır. Doğal cam, obsidyen olarak bilinmektedir.”(1)

Doğadaki camın varlığı insanlara yol gösterici olmuş ve ondan yaygın bir biçimde faydalanabilmemize vesile olmuştur.

Cam, inşaat, otomotiv, içecek, gıda, beyaz eşya, mobilya, ecza, denizcilik, elektrik, elektronik ve daha birçok sektörde kullanılan önemli bir malzemedir. Şüphesiz camın hayatımızda bu kadar geniş kullanılmasına neden olan ondaki üstün nitelikleridir.

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 oranının yüksekliği camın kimyasal dayanıklılığını zayıflatırken, boroksit, alüminyum oksit, çinko oksit ve zirkonyum oksit ise camın kimyasal dayanıklılığının artmasını sağlamaktadır. Bu 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 için de akla gelebilecek hemen her alanda kullanılır.”(2)

Allah camın fiziksel özelliklerini insanların faydalanabileceği şekilde yaratmıştır: Camın şekillendirilmesinde en önemli etkenlerden biri yüzey gerilimidir. Bu özellik, camın çok ince gözeneklere girmesine ve bunları doldurmasına imkân tanır. Camın özgül ağırlığı, kimyasal bileşimine bağlı olarak 2,2 – 7,2 gr/cm³ arasında değişmekle birlikte genel kullanımda olan pencere ve şişe camlarının yoğunluk değerleri 2,3-2,6 gr/cm³ arasındadır. Bu değerler daha yüksek olsaydı cam şimdikinden çok daha ağır olacak ve pratikte kullanımı imkânsız hale gelecekti. Isıtılarak, sıcaklıkta genleşme oranı dolayısıyla camın sıcaklılığa dayanıklılığı ayarlanabilir. Oysa 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 artırılabilmektedir. 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 farklı olabilmektedir.

 Camın mekanik özellikleri de mucizevî niteliktedir. Bazı özel yöntemlerle camın dayanıklılığı yüksek oranlarda artırılabilmektedir. Günlük hayatta kullanılan bazı camların dayanıklılık uygulaması cm²’ye 65–130 kg.dır Bununla birlikte, tasarımlarda; sertleştirilmiş bir ürün için ise, bu oran 10 katına çıkarak 1300 kg/cm²‘ye kadar ulaşabilmektedir. Böyle camlar oldukça dayanaklı olup tekme ya çekiç darbelerinde dağılmaz. Bunun yanında iki cam tabakasının arasına başka bir kimyasal ekleyerek camı dayanıklı hale getirmekte mümkündür. Bu yöntemin otomobil çağının başladığı yıllarda keşfedilmiş olması da oldukça ilginçtir:

Edouard Benedictus

“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.”(3)

Camın kullanışlı olmasını sağlayan özellikleri bu kadarla da kısıtlı değildir. Yeni ya da kimyasal olarak temizlenmiş cam yüzeyler için statik sürtünme katsayısı 1’e çok yakındır. Bu sayede camları kolayca temizlemek mümkün olmaktadır.

“Camın elektriksel özellikleri, camın genel kullanımı yanında, elektrik üreten ve elektrikle çalışan cihazlar yapımında geniş çapta kullanılmasından dolayı çok önemlidir. Cam genellikle elektrik akımına yüksek direnç gösteren bir madde olarak tanınmaktadır. Yüzey direnci ve hacim direnci olarak ikiye ayırabileceğimiz bu dirençlerden yüzey direnci, camın bulunduğu ortamındaki nem oranının artması ile azalmaktadır. Hacim direnci çoğunlukla camdaki alkali oranı ile ve üretimi sırasında camın maruz kaldığı sıcaklıklarla oynanarak ayarlanabilir. Camın hacim direnci, sıcaklığın yükselmesi ile azalır. Camın üretimi sırasında yavaş yavaş soğutulması, camın hacim direncini artırmaktadır.”(4)

Işığın havadan cam geçişi (üstte). Işığın camdan havaya geçişi (altta)

Camın optik özelliği günlük hayatımızın vazgeçilmezleri arasına girmesine neden olmuştur. Cama optik özelliğini veren ise kırılma indisindeki özel ayardır. Camın kırılma indisi yapılarına göre 1,45 – 1,90 sınırları arasında değişmektedir. 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. Yansıtma kayıpları cam yüzeyine konulacak özel kaplama malzemeleri ile azaltılabilmektedir.

Camın ışık geçirgenliği, yansıtma ve emme özelliklerini azaltmaktadır. Geçirgenlik miktarı ayrıca dalga boyu uzunluğuna göre de büyük farklılıklar göstermektedir. Değişik renkler, camın geçirgenliğini etkilediği gibi, camın kimyasal bileşimi de, özellikle kısa dalga boylarındaki ışınların geçmesinde etkili olmaktadır.

Cam Olmasaydı…

– Evlerimizde güneş ışığından mahrum olarak yaşardık,
– Mikroplar ve diğer mikroorganizmalar hakkında bilgi edinemezdik,
– Ay ve yıldızlar hakkında gözümüzle gördüğümüz dışında fazla bir bilgimiz olmazdı,
– Temel göz rahatsızlıklarını gideremezdik,
– Laboratuarlardaki birçok 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 olmaz karanlığa mahrum kalırdık,
– Otomobillerde dikiz aynaları olmazdı,
– Scanner (tarayıcı), fotokopi makineleri olmazdı,
– Yüksek data transferi ve ışık aktarımı yapar fiber optik 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 camın olmadığı böyle bir dünya kesinlikle bugünkü gibi olmayacaktı. Camın bugünkü özelliklerde olması da tek başına yeterli değildir. Camın hammaddesinin de bol ve kolay rastlanır olması şarttır (kum gibi). Eğer Allah dilemiş olsaydı camın hammaddesi altın ya da elmas gibi az rastlanılan bir madde olsaydı ondan yine de bugünkü gibi yararlanamazdık. Eğer bugün birçok teknolojiden ve konfordan yararlanabiliyorsak bu, camdaki özel yaratılıştan kaynaklanmaktadır. Cam da dünyada Allah’ın insan için yarattığı nimetlerden biridir.

Kaynaklar:

(1) www.kobinet.org.tr/hizmetler/bilgibankasi/ ekonomi/sektorraporSTB/STB-Cam.doc
(2) Larousse Gençlik Ansiklopedisi, Meydan Gazetesi, Cilt 10 ve cilt 2 İstanbul 1986, s. 341
(3) Focus dergisi kasım 1998; www.kimyaokulu.com
(4) www.kobinet.org.tr/hizmetler/bilgibankasi/ ekonomi/sektorraporSTB/STB-Cam.doc