काचेचा शोध कसा लागला ? काय आहे इतिहास…

काच वाळूपासून बनते. असे विचार मनात सुरू असतानाच आठवले, की २०२२ हे ‘आंतरराष्ट्रीय काच वर्ष’ म्हणून साजरे करावे, असे राष्ट्रसंघाने जाहीर केले आणि मनात काचेचा शोध सुरू झाला.

डॉ. व्ही. एन. शिंदे
शिवाजी विद्यापीठ, कोल्हापूर

सकाळी, सकाळी ‘मी कशाला आरशात पाहू ग…’ हे गीत ऐकले आणि आरसा मनात बसला. आरसा परावर्तनाच्या क्रियेतून प्रतिबिंब दाखवतो. आरसा काचेचा बनलेला असतो. काचेपासून अनेक वस्तू बनतात. ग्लास, फुलदाणी, ताट, मिसळसाठी बाउल, प्रयोगशाळेतील भिंग, ब्युरेट, पिपेट, कोनिकल फ्लास्क, सगळे काही काचेचे! तापमापी, दाबमापी, उपकरणाचे मापन दर्शवणारे मीटर झाकासची आवरणे, घराच्या काचा आणि काही भिंतीसुद्धा काचेच्या. सर्वत्र काचच काच. काच वाळूपासून बनते. असे विचार मनात सुरू असतानाच आठवले, की २०२२ हे ‘आंतरराष्ट्रीय काच वर्ष’ म्हणून साजरे करावे, असे राष्ट्रसंघाने जाहीर केले आणि मनात काचेचा शोध सुरू झाला.

काच काही विशिष्ट पदार्थांपासून बनत नाही. ती एक स्थिती आहे. मानव काचेचा वापर अनादी कालापासून करत आला आहे. काच घन पदार्थ आहे. वितळलेल्या काही अन्य घटकांसमवेत सिलिका आणि सिलीकेट अचानक थंड केले, की पदार्थाची ही अवस्था मिळते. काचेतील अणूंना योग्य जागा निवडून बसण्यासाठी वेळ मिळू दिला जात नाही. त्यामुळे काच पारदर्शक असूनही अस्फटिकी आहे. काच ठिसूळ असते. काच फुटल्यावर तिचे टोकदार तुकडे होतात. त्यामुळे फुटलेल्या काचा गोळा करताना काळजी घ्यावी लागते. काच उष्णता आणि विद्युतची दुर्वाहक आहे. गुस्ताव टुमान यांनी १९०३ साली काच हा वेगाने थंड केलेला द्रव आहे, असा दावा केला.

सिलिका आणि अनेक मूलद्रव्यांच्या ऑक्साईडपासून काचा बनवतात. मात्र कृत्रिमरित्या काचा तयार करण्यापूर्वीपासून मानव काचेचा वापर करत आहे. ज्वालामुखीचा उद्रेक झाल्यानंतर त्यातून लाव्हा बाहेर पडतो. त्यामध्ये वितळेली सिलिका, सिलिकेट आणि विविध मूलद्रव्यांची ऑक्साईड द्रवरूपात असतात. हा लाव्हा थंड होताना नैसर्गिक काच तयार होते. यामध्ये सुमारे ७५ टक्के सिलिका असते. नैसर्गीक काचेचा रंग काळा असतो. पूर्वी नैसर्गीक काच दूर्मिळ असल्याने रत्नाप्रमाणे वापरत. स्त्रिया काचेचे दागिने वापरत. काचेचे मौल्यवान भांडे फोडल्याबद्दल औरंगजेबाने एका सरदारास देहदंडाची शिक्षा सुनावली होती.

काही फिनिशियन व्यापारी वाळवंटात चूनखडीच्या दगडाच्या चूलीवर स्वंयपाक करत होते. स्वंयपाक झाल्यानंतर त्यांना चूलीखाली काच तयार झालेली सापडली. इसवी सन पूर्व ३००० वर्षापूर्वी कृत्रीम काच प्रथम सिरियात तयार झाली, असे मानले जाते. इसवी सन पूर्व ३०० ते २०० वर्षांपूर्वी तेथील लोकांनी फुंकनळीच्या सहाय्याने काचेला आकार देण्याचे तंत्र शोधले. काही संशोधक इजिप्तला काचेची जन्मभूमी मानतात. इजिप्तमध्ये पुर्वीच्या काळात काच कारखाने असल्याचे पुरावे मिळतात, मात्र काचेचा शोध इजिप्तमध्ये लागल्याचे ठोस पुरावे नाहीत. सिरियामधून इजिप्तमध्ये हे तंत्रज्ञान गेले असावे. इसवी सन पूर्व १५०० ते ३०० वर्षांपूर्वी इजिप्तमध्ये काचेची भांडी बनवण्याचे तंत्र विकसीत झाले. सन ४७६ मध्ये रंगीत काचांचा खिडक्यांसाठी वापर सुरू झाला. सन १२०० मध्ये रंगहीन पारदर्शक काच तयार झाली. त्यानंतर दीडशे वर्षांनंतर मिनाकाम आणि मुलामा देण्याचे तंत्र विकसीत झाले. १६७४ मध्ये इंग्लंडमध्ये काच बनवली. फ्रांसमध्ये १७९० साली उपकरणांसाठी काच बनवली. पुढे शंभर वर्षांनंतर अमेरिकेत काचेचा कारखाना सुरू झाला. विसाव्या शतकाच्या सुरूवातीस काचेपासून बाटल्या बनवण्याचे तंत्र विकसीत झाले. १९२६ मध्ये गाड्यांसाठी सुरक्षीत काचेचा शोध लागला. त्यानंतर एका तपामध्ये काचतंतू बनवले गेले. काचेचा तंतूमुळे आजचे संदेशवहन एवढे गतीमान झाले आहे.

भारतात आधुनिक काच व्यवसायाची सुरूवात १८७० मध्ये झाली. पहिल्या महायुद्धाच्या काळात भारतात सोळा काच कारखाने उभारण्यात आले. १९०८ मध्ये भारतियांनी उभारलेला पहिला काच कारखाना ओगलेवाडी येथे सुरू झाला. तेथील प्रभाकर कंदिल देशभर प्रसिद्ध होता. देशभरात स्वातंत्र्यपूर्व काळात साठपेक्षा जास्त कारखाने सुरू झाले. भारतात काच बनवण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात कच्चा माल आणि कुशल मजूर उपलब्ध होते. त्यात भारत सरकारने स्वातंत्र्य मिळताच काच उद्योगास संरक्षण दिले. भारतात तावदानी काच, तंतुरूप काच, नळ्या, प्रकाशीय काच, बाटल्या, काचपात्रे, बांगड्या, मणी, दिव्याची काच, भांडी तयार करण्यात येतात. भारतात आज सत्तर कारखाने असून सव्वाचार लाख टन उत्पादन होते. भारतातून काच साहित्याची आयातीपेक्षा, निर्यात जास्त होते. हा व्यवसाय विदेशी चलन मिळवून देणारा आहे.

काच सहसा रासायनीक प्रक्रियेमध्ये भाग घेत नाही. त्यामुळे काचपात्रांचा उपयोग आम्ले आणि रसायनांना साठवण्यासाठी केला जातो. हायड्रोफ्लोरीक आम्ल वगळता अन्य आम्ले काचेवर कोणताही परिणाम करत नाहीत. काचेवर चित्रे काढण्यात येतात. हायड्रोफ्लोरीक आम्लाच्या सहाय्याने नक्षीकाम करतात. काचेला गरम करून हवा तसा आकार देता येतो. काचेचा पुनर्वापर करता येतो. मात्र अनेक रसायनांवर प्रकाशाचा परिणाम होतो, म्हणून रसायनांसाठी रंगीत काचा वापरतात. काचेमध्ये लोह, क्रोमीक ऑक्साईड, फेरिक ऑक्साईड, कॉपर ऑक्साईड यापैकी एक पदार्थ मिसळून हिरव्या रंगाची काच बनते. सोने किंवा तांबे मिसळून तांबड्या, आयर्न डायसल्फाईड मिसळून अंबर रंगाची, युरेनियम डायऑक्साईड मिसळून पिवळी, कोबॉल्ट ऑक्साईड मिसळून निळी, मँगेनीज डायऑक्साईड मिसळून जांभळी काच मिळते. तर कॅल्शियम फ्लुरोईड मिसळून अपारदर्शक दुधी काच बनते.

अशी ही काच नसती तर न्यूटनने प्रकाशातील सात रंग दाखवण्यासाठी प्रिझमऐवजी काय वापरले असते? सेल्सियसने तापमापी आणि टॉरिसेलीने दाबमापी कसा बनवला असता? विज्ञानाच्या प्रगतीत काचेचे योगदान मोठे आहे. सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे काच नसती तर… आरसा तयार करण्यापूर्वी मानव स्वत:चे प्रतिबिंब पाण्यात पाहायचा. काच नसती तर कवीला ‘मी कशाला पाण्यात पाहू ग…’ असे गाणे लिहावे लागले असते आणि अर्थाचा अनर्थ झाला असता.