Doba skleněná

Obliba skla trvá už kolem 5000 let. Díky využití přírodních věd dokážeme prohloubit dosavadní poznání toho, kdy a kde se vyráběly skleněné artefakty, z jakých surovin a jakými technikami. S překvapením tak zjišťujeme, jak technologicky vyspělí na svou dobu museli skláři být, aby dokázali vytvořit to, co po nich po tisíciletích nacházíme.

O původu skla existují různé teorie včetně té nejpopulárnější z pera Plinia Staršího (23–79 po Kr.). Podle jeho podání se féničtí obchodníci utábořili při ústí řeky Belus na břehu Středozemního moře, pravděpodobně v dnešní Sýrii, a vybudovali si na písku ohniště z kusů přírodní sody (natronu), jejíž náklad převáželi. Žárem vznikla podivuhodná hmota – sklo. Základní předpoklady pro vznik sodného skla, totiž sodík v natronu a křemík a vápník v písku (Na – Ca – Si), tu tedy opravdu byly a náhoda při vzniku skla asi také hrála roli. Výroba sodného skla z natronu, převažujícího od 8. století př. Kr. byla však jen jednou z kapitol nejstaršího sklářství, jíž předcházelo jednak sodné sklo vyráběné z popela slanomilných rostlin, jednak sklovité materiály.

Podle obsahu oxidu hořečnatého (MgO) a oxidu draselného (K₂O) lze rozlišit jednotlivé skupiny sodných skel a sklo sodno-draselné (mixed alkali).

Graf podle Arletti et al., 2009,DOI: 10.1016/j.jas.2009.11.001

Jeden z nejstarších sklovitých materiálů – fajáns jako předchůdce skla – vznikl nejpozději v 5. až 4. tisíciletí př. Kr. v Egyptě a na Předním východě. Starověkou nebo pravěkou fajánsí se míní předměty s křemičitým jádrem a alkalickou polevou, resp. povrchovou vrstvou (termín fajáns je odvozený od polévané keramiky 15. století z italské Faenzy). Fajáns vznikala ze stejných komponent jako sklo, ale za málo kontrolovaných podmínek a při nižší teplotě. Je to neprůsvitný zrnitý materiál, zbarvený zpravidla působením (neúmyslných) příměsí mědi a železa do odstínů tyrkysové barvy. Vlastní sklo se pak začalo vyrábět nejpozději ve 2. tisíciletí př. Kr. v týchž oblastech jako fajáns. Zásadní změnou je homogenita a barevná rozmanitost dosahovaná pomocí záměrně přidaných barviv.

Archeometrie skla

Současný archeometrický výzkum poskytuje informace o vývoji složení skel v průběhu tisíciletí. Analýzy chemického složení se dnes provádějí nejčastěji pomocí skenovací elektronové mikroskopie s energiově disperzní spektroskopií ( SEM-EDS) nebo s vlnově disperzní spektroskopií ( SEM-WDS), a také pomocí rentgenové fluorescence (XRF) a laserové ablace s hmotnostní spektrometrií v indukčně vázaném plazmatu (LA-ICP-MS). Základní složkou skla je křemenná surovina, písek či kusový křemen. Přidávají se taviva, jako jsou oxidy sodíku, draslíku, olova, a stabilizátory reprezentované oxidy vápníku a hořčíku. Podle obsahu oxidů sodíku, draslíku či olova lze rozlišit základní chemické typy skel, které vstupovaly do sklářské historie v různých obdobích a s různou intenzitou. Jednotlivé typy skel je možné dále rozlišovat, např. sodná skla podle poměru oxidu hořečnatého a oxidu draselného (MgO : K₂O; obr. 1).

Chemické typy nejstarších skel

Schéma podle Angelini, Gratuze, Artioli, 2019, DOI: 10.1180/EMU-notes.20.3

Sodné popelové sklo — Jako tavivo sloužila soda získávaná z popela halofilních rostlin
z přímořských a pouštních oblastí, snášejících silné zasolení půdy či vody. Jde o nejstarší
chemický typ skla, vyráběný od 2. tisíciletí př. Kr.
Sodné natronové sklo — Vyrábělo se s použitím přírodní sody – natronu,
jehož nejvýznamnější ložiska se nacházela především v severním Egyptě ve vádí Natrun,
které dalo této surovině jméno. Převažující od 8. století př. Kr.
Sodno-draselné (mixed alkali) sklo — Mělo víceméně vyrovnaný podíl oxidů sodíku
i draslíku. Jde o nejstarší sklo vyráběné na evropském kontinentu, a to v severní Itálii ve
12. až 11. století př. Kr. Sklo podobného složení se znovu vyrábělo i ve středověku.
Draselné sklo — Tavilo se z popela evropských dřevin. Známo od 8. století po Kr.
Olovnaté a draselno-olovnaté sklo — Materiály s vysokým podílem oxidů olova
a různým podílem alkálií. Surovinou pro výrobu těchto skel bylo olovo či olovnaté strusky,
v případě draselno-olovnatých skel se přidával rostlinný popel. Vyrábělo se od 8. století po Kr.

Nepostradatelnou součástí skla jsou také barviva a kaliva, tedy látky, které ovlivňují jeho barevnost a případnou neprůsvitnost (opacitu). Zabarvení skla je výsledkem kombinace použitých základních surovin, oxidů kovů a oxidačně-redukčních podmínek během tavby. Právě podmínky tavby zásadně ovlivňují oxidační stav oxidů kovů, a tím i jejich barevné vlastnosti. Například měď může barvit sklo do modra, zelena nebo červena – modré odstíny vznikají působením oxidu měďnatého (Cu²⁺), zelené díky oxidu měďnému (Cu⁺) a červené za redukčních podmínek díky kovové mědi (Cu⁰). Kobalt barví sklo do výrazné tmavě modré, zatímco železo může vytvářet modrozelené nebo žlutohnědé zabarvení. Oxidy manganu mohou podle koncentrace a výrobních podmínek barvit sklo do fialova nebo naopak působit jako odbarvovač tím, že eliminují zelené zabarvení způsobené železem. Antimon zase vytváří žluté zabarvení, ale v odlišných podmínkách může podobně jako mangan fungovat jako odbarvovač.