راز نقطههای سیاه اطراف شیشه جلو ماشین چیست؟
حتماً بارها در هنگام رانندگی یا در ترافیکهای طولانی، به نوار مشکی رنگ و نقاط دایرهای شکلی که حاشیه شیشهی جلوی خودرو را در بر گرفتهاند، خیره شدهاید. این الگوی تکرارشونده که از یک نوار یکدست مشکی آغاز شده و به تدریج به نقاط ریزتر و محوشونده تبدیل میشود، در ظاهر ممکن است تنها یک المان زیباییشناختی به نظر برسد؛ اما در حقیقت، این بخش کوچک یکی از مهمترین اجزای مهندسی ایمنی خودرو است. بدون این نوار، امکان داشت که شیشهی جلو در اولین دستانداز یا حادثه، از بدنهی خودرو جدا شود. برای فهم این اهمیت، لازم است با اصطلاح فنی این نقاط، یعنی «فریت» (Frit)، آشنا شویم و وظایف چهارگانه حیاتی آن را بررسی کنیم.
فریت (Frit) چیست؟ ساختار یک سپر سرامیکی
نوار مشکی رنگ و نقاط دایرهای اطراف آن، بر خلاف تصور عمومی، برچسب یا رنگ معمولی نیستند؛ بلکه از رنگ سرامیکی پختهشده ساخته شدهاند. در فرآیند تولید شیشهی خودرو، این رنگ سرامیکی به دقت روی سطح شیشه اعمال میشود و سپس در کورههایی با حرارت بسیار بالا پخته و تثبیت میگردد. نتیجهی این فرآیند، تبدیل فریت به بخشی جداییناپذیر از ساختار شیشه است که هرگز نمیتوان آن را تراشید یا پاک کرد. فریت سرامیکی در حفظ دوام و ایمنی شیشه جلو، چهار وظیفهی اصلی و حیاتی بر عهده دارد که به شرح زیر هستند.
چهار وظیفه کلیدی فریت برای ایمنی و دوام شیشه
۱. ایجاد سطح چسبندگی قوی (Adhesion): شیشهی خودرو ذاتاً سطحی بسیار صیقلی، لغزنده و صاف دارد. چسبهای صنعتی قدرتمندی مانند چسب اورتان که وظیفه نگهداشتن شیشه روی بدنهی فلزی خودرو را بر عهده دارند، نمیتوانند به تنهایی به این سطح صیقلی بچسبند. فریتِ سرامیکی بافت خود را به صورت زبر و ناهموار در مقیاس میکروسکوپی روی شیشه ایجاد میکند و این زبری یک زیرلایه یا سطح ایدهآل برای چسب اورتان فراهم میآورد. این بستر ناهموار به چسب اجازه میدهد تا با قدرت بسیار زیادی اتصال محکم بین شیشه و بدنهی خودرو را برقرار کند؛ بدون فریت، اتصال چسبندگی کافی ایجاد نمیشد و امنیت شیشه به شدت پایین میآمد.
۲. محافظت از چسب در برابر اشعهی فرابنفش (UV Protection): این وظیفه احتمالاً حیاتیترین نقش فریت در حفظ ایمنی شیشه است. چسب اورتان که وظیفه دارد شیشه را در جای خود ثابت و ایزوله نگه دارد، در برابر اشعهی فرابنفش (UV) نور خورشید بسیار آسیبپذیر است. تابش مداوم اشعهی UV میتواند به سرعت ساختار شیمیایی چسب را تخریب کرده و آن را خشک و پودر کند. در صورتی که نوار مشکی فریت وجود نداشت، نور خورشید مستقیماً از لبههای شیشه عبور میکرد و چسب اورتان را از بین میبرد؛ این اتفاق باعث میشد تا در زمان تصادفات یا حتی ترمزهای شدید، شیشهی جلو بهسادگی از قاب خود جدا شده و به بیرون پرتاب شود. بنابراین، نوار مشکی فریت مانند یک سپر عمل میکند و مانع از رسیدن اشعهی UV به چسب حیاتی میشود.
۳. زیبایی و پوششدهی نواقص ظاهری: جنبهی سوم فریت، زیباییشناختی و نظمدهی است. اگر به لبههای شیشهی خودرویی که فریت ندارد نگاه کنید، خطوط نامنظم و پخششده چسب در زیر شیشه به وضوح قابل مشاهده است و ظاهری بسیار نامرتب و نازیبا به قاب شیشه میدهد. نوار مشکی فریت تمام این چسبکاریهای زیرین را پنهان میکند و ظاهری تمیز، یکدست و منظم به محل اتصال شیشه و بدنه میبخشد.
فیزیک حرارتی و راز الگوی نقطهای
تا اینجا دلیل وجود نوار مشکی فریت را متوجه شدیم، اما پرسش مهم این است که چرا این نوار به صورت ناگهانی پایان نمییابد و بهجای آن، با الگوی نقطهای به بخش شفاف شیشه متصل میشود؟ پاسخ این پرسش در فیزیک حرارت و تنشهای حرارتی نهفته است. در روزهای آفتابی، نوار مشکی فریت به دلیل رنگ تیرهاش، حرارت بسیار زیادی را جذب کرده و داغ میشود (بسیار داغتر از بخش شفاف شیشه). اگر این نوار مشکی به صورت یک خط صاف و ناگهانی به بخش شفاف متصل میشد، اختلاف دمای شدید در مرز این دو بخش باعث ایجاد «تنش حرارتی» مخرب میشد که میتوانست در طول زمان منجر به تاب برداشتن یا حتی شکستن شیشه گردد.
چرا نقاط دایرهای هستند؟
الگوی نقطهای در این بخش دقیقاً به عنوان یک «ناحیهی گذار» عمل میکند. این نقاط باعث میشوند که گرما به آرامی و بهصورت تدریجی از بخش داغ و تیره به بخش خنک و شفاف شیشه منتقل شود و تنش حرارتی را در یک ناحیه بزرگتر پخش کرده و از تمرکز آن در یک خط جلوگیری کند. این الگوی نقطهای همچنین در فرآیند تولید و خمشدن شیشهها در کورهها نیز نقش حیاتی دارد، زیرا به توزیع یکنواختتر حرارت در کوره کمک میکند و مانع از شکستگی شیشه در هنگام خمکاری میشود.
آفتابگیر سوم
در برخی از خودروها، دستهای از این نقاط در قسمت بالای وسط شیشه، پشت آینهی وسط نیز دیده میشوند که بهعنوان «آفتابگیر سوم» شناخته میشوند و برای پر کردن فاصلهی خالی بین آفتابگیرهای راننده و شاگرد و جلوگیری از تابش نور مستقیم خورشید به چشم راننده، طراحی شدهاند.
در نهایت، آنچه در ظاهر یک الگوی سادهی گرافیکی به نظر میرسد، در واقع نمونهای دقیق از مهندسی هوشمندانه است که شیمی مواد، فیزیک حرارت و الزامات ایمنی را با هم ترکیب کرده است تا شیشه را در جای خود نگه دارد، از چسبهای حیاتی محافظت کند و از شکستن شیشه در اثر گرما جلوگیری نماید.
