Le molteplici forme e applicazioni della ceramica e del vetro stanno diventando sempre più importanti nella scienza moderna, nella società e nella vita quotidiana comune. In effetti, le ceramiche e i vetri artificiali possono essere considerati antichi quanto la civiltà umana e ogni cultura di spicco ha generato stili e sviluppi basati su tali materiali. Da un punto di vista storico, vale la pena sottolineare che le opere in vetro e porcellana sono state prodotte in tutto il mondo, unendo le civiltà d’Oriente e d’Occidente attraverso la Via della Seta, che ha promosso i contatti economici, politici, culturali e tecnici tra le due culture.
Per oltre mille anni la porcellana ha rappresentato il materiale fondamentale nello studio dei materiali ceramici. Per secoli, i vari sforzi per riprodurre in Europa le caratteristiche desiderate della porcellana cinese – come la bianchezza e la traslucenza – non hanno avuto successo a causa della complessità della formula e del processo di fabbricazione.
In particolare, uno dei fattori critici sono state le materie prime, prima fra tutte il caolino, il minerale del gruppo delle argille componente essenziale della porcellana e responsabile del raggiungimento del giusto compromesso tra fase vetrosa e cristallina che consente di raggiungere elevate proprietà estetiche ed igieniche. L’impegno economico dei governi e gli sforzi della ricerca scientifica, intensificati soprattutto tra la fine del seicento e l’inizio del settecento, hanno portato all’invenzione della prima porcellana europea ad opera del laboratorio di Meissen.
Il successo di svelare l’arcanum, ovvero il misterioso segreto della porcellana cinese, passò per le felici intuizioni del conte Walther von Tschirnhaus che, dopo anni di tentativi infruttuosi, finalmente nel 1705, lo portarono a considerare l’importanza della temperatura di cottura dell’impasto oltre agli ingredienti della sua ricetta. Tuttavia, il successo pieno arrivò soltanto grazie alla tenacia e all’ingegno del giovane collaboratore di Tschirnhaus, l’allora giovane alchimista Johann Friedrich Bottger che trovò la giusta miscela di materiale refrattario (caolino) con un materiale fluidificante (alabastro calcareo) e la necessaria temperatura ideale di trasformazione a caldo: furono così scoperte contemporaneamente le basi della formula della porcellana e della sua tecnologia di produzione.
Da quel momento, la porcellana si situò al centro di importanti programmi governativi che, a partire dall’ottocento, condussero allo sviluppo di una solida attività industriale che dall’Europa, oltre alla Cina, si è rapidamente espansa in tutto il resto del mondo. Dopo la seconda guerra mondiale, il cambiamento dell’attenzione della maggior parte delle università sulla scienza ingegneristica e la crescente importanza dei prodotti ceramici ad alto valore aggiunto per le aziende ad alta tecnologia hanno portato a consolidare la cooperazione tra industria e università. Ai giorni nostri, la ricerca scientifica e tecnologica sulla porcellana costituiscono un settore fondamentale delle scienze dei materiali con importanti sviluppi in tutti gli ambiti delle applicazioni ingegneristiche, dal biomedico all’aeronautico, dall’edile all’elettronico.
Nel 2017, Massimo Umberto Tomalino e Dilshat Tulyaganov, amici e colleghi di università, rispettivamente docenti di chimica al politecnico di Torino e di Tashkent hanno scritto per conto della casa editrice CLUT, il libro Porcelain: from tableware to dental restoration. L’obiettivo principale del testo è di offrire una chiave storica interpretativa e un quadro tecnico aggiornato dell’importanza fondamentale della porcellana nell’economia, nella scienza e nella tecnologia, insieme all’intero sviluppo storico. Eventi storici affascinanti e campi tecnologici strategici, come la porcellana in odontoiatria, aiutano a rispondere all’importante domanda sul perché la porcellana è tuttora uno dei prodotti più richiesti nella vita dell’uomo.
Il vetro è uno dei primi materiali ad alta tecnologia creati dall’uomo. Intorno al terzo millennio a.C. iniziò la storia della lavorazione del vetro mentre il primo passo rilevante della lunga vita del vetro può essere fissato intorno al 2000 a.C., quando gli artigiani dell’Egitto e della Mesopotamia scoprirono che il punto di fusione della silice poteva essere significativamente abbassato aggiungendo fondenti come soda (natron) e potassa. L’industria del vetro ricevette un enorme impulso dai romani, non solo in termini tecnologici ma anche commerciali.
Proprio su queste solide basi, il vetro continuerà a diffondersi fino a contribuire al successo della rivoluzione scientifica dell’Europa seicentesca e alla conseguente affermazione della rivoluzione industriale dell’ottocento. Sebbene non esista una chiara documentazione storica circa l’inizio preciso dei primi commerci tra l’Occidente e l’Oriente del mondo, l’Europa e l’Islam ebbero molteplici punti di contatto durante il Medioevo. Al contrario, per gran parte del periodo compreso tra l’800 e il 1650 circa, periodo caratterizzato dalla corsa alla tecnologia del vetro prima nell’Islam e poi nell’Europa occidentale, la tecnologia del vetro vedrà soltanto un timido sviluppo in Cina. La Via della Seta raggiunse l’apice durante il primo millennio dapprima sotto la guida dell’impero romano e poi sotto quello bizantino in Occidente e la dinastia cinese Tang in Oriente. Tra l’enorme quantità di merci scambiate, o per meglio dire “barattate” (in assenza di un sistema monetario condiviso) attraverso la Via della Seta, un particolare interesse suscita il travaso biunivoco di porcellana da est a ovest e di vetro nell’esatto viceversa.
I tipici luoghi di scambio delle mercanzie e, quindi, anche delle culture tra i commercianti carovanieri, erano caratterizzati dalla presenza di acqua e di pascoli per gli animali. Infatti, queste oasi ben presto divennero importanti centri abitati e oggi mete turistiche eccellenti come, ad esempio, la città di Samarcanda, dove, non a caso, si commercializzava un vetro di prima qualità destinato fin dai tempi più remoti verso l’estremo oriente. Il vasto e variegato background di conoscenze scambiate attraverso la Via della Seta ha compreso naturalmente anche la porcellana e il vetro.
Al ritardo della porcellana prodotta in Europa secondo i livelli qualitativi orientali, ha corrisposto un altrettanto ritardo della Cina nel comprendere appieno le potenzialità del vetro che non ha riscontrato analoga diffusione in campo soprattutto scientifico. Tale diffidenza nel considerare il vetro materia prima per laboratori chimici e strumenti ottici ha causato un oggettivo ritardo dell’oriente nello sviluppo scientifico rispetto all’occidente. Siccome il vetro, come l’acciaio e la ceramica, è comunque diventato rapidamente un materiale strategico di valore globale per il progresso umano, non deve sorprendere che il monitoraggio recente sull’attività di pubblicazione in ambito di ricerca e di tecnologia del vetro ha mostrato che la Cina è il paese trainante del terzo millennio.
Tuttavia, è interessante sottolineare che lo scheletro formulativo delle principali ricette per la fabbricazione del vetro e i processi di lavorazione degli antichi maestri sono ancora sopravvissuti. Certamente l’aspetto innovativo per eccellenza è legato alla scoperta dell’incredibile relazione esistente tra la porcellana e il vetro nella creazione dei materiali vetroceramici, ovvero i glassceramics. Infatti, vera e propria svolta nell’ambito di entrambi i materiali seguirà al lavoro pionieristico di Donald Stookey presso la Corning Glass Works (USA) con la scoperta della vetroceramica. Pur nella consapevolezza che ancora molto ci sia da approfondire e conquistare nel campo della vetroceramica, è facile prevederne una rapida crescita scentifico-tecnologica con ampie garanzie circa il suo brillante futuro.
Nel 2019, Massimo Umberto Tomalino e Dilshat Tulyaganov hanno scritto per conto della casa editrice CLUT, il libro Glass: from sand to glass-ceramics through the Silk Road. Il testo fornisce un panorama esaustivo e interdisciplinare sulla storia e sullo sviluppo scientifico-tecnologico del vetro e delle sue applicazioni più svariate e moderne, quali i materiali vetro-ceramici. Il libro si riferisce alla vasta pletora di lettori che desiderano conoscere con semplicità e rigore l’affascinante storia e l’importante ruolo che lo straordinario materiale denominato “vetro” ha giocato nel corso dello sviluppo scientifico, artistico, tecnologico e sociale del genere umano.
In conclusione, ceramiche e vetri presentano un’eccezionale versatilità in termini di composizione, struttura e relative proprietà, risultando quindi idonei a partecipare a innumerevoli applicazioni dall’estetica all’high-tech. Nel mese di novembre 2021, la casa editrice mondiale Springer ha pubblicato il libro Ceramics, Glass and Glass-ceramics degli autori Francesco Baino, Dilshat Tulyaganov e Massimo Umberto Tomalino: il trattato fornisce una panoramica e un quadro tecnico aggiornati dell’importanza fondamentale dei prodotti in ceramica, vetro e vetroceramica. Le applicazioni strategiche e impressionanti di nuovi vetri e vetroceramica in aree emergenti come la medicina rigenerativa umana e i settori high-tech innovativi, tra cui energia, fotonica e gestione dei rifiuti, possono aiutare a rispondere all’importante domanda sul perché i materiali a base di vetro sono e rimarranno tra i prodotti più affascinanti e richiesti nella vita dell’uomo.
Quest’ultimo libro, a suggello della trilogia iniziata con i due precedenti volumi dedicati alla porcellana e al vetro, rispettivamente, vuole rappresentare un altro aspetto prezioso, al di là della rilevanza scientifica e tecnica: è il risultato del profondo e solido scambio culturale e della collaborazione, oltre che della profonda amicizia, maturate tra i tre autori sempre e ancora oggi attraverso la millenaria Via della Seta.
