Dekton 到底是什么？

# 瓷器 来源：https://www.worksinprogress.news/p/porcelain [](https://substackcdn.com/image/fetch/$s_!eBd_!,f_auto,q_auto:good,fl_progressive:steep/https%3A%2F%2Fsubstack-post-media.s3.amazonaws.com%2Fpublic%2Fimages%2F1dfe9441-3a38-4e69-9127-c829b4777e7f_2560x1707.jpeg) *这是我们第 26 期杂志的第五篇文章，上周随印刷版订阅（https://worksinprogress.co/print/）寄出。在文中，Charles C Mann 解释了他如何学会欣赏瓷器。* 我知道我有点厨房设备发烧友，好吧？所以当我告诉表亲们我和妻子买了一台高级电磁炉——嗯，对我们中产阶级夫妻来说价格确实不菲——你也许不必像我那些表亲一样翻夸张的白眼。而且你或许能想象，当我发现那台高级电磁炉——我提过它很贵吗？——竟然不带电磁炉上方必需的光滑烹饪台面，你必须从另一家公司单独购买，这个事实在网站上几乎只字未提，而且台面不能是钢化玻璃——我原以为电磁炉顶上就是钢化玻璃，一平方英尺大约只要 30 美元——而是一种叫 Dekton 的特殊新材料，价格是钢化玻璃的五倍。"Dekton 到底是什么？"我仰天发问，或者至少是向我妻子发问。 这个问题的答案有两个。第一个是：Dekton 是西班牙公司 Cosentino 于 2013 年发明的一种人造材料，具有惊人的耐热、耐压、耐刮、抗碎裂和防污性能——一种三十年前几乎无法制造的高科技物质。第二个同样真实的答案是：Dekton 基本上就是瓷器。 矛盾的是，瓷器既是人类最古老的高技术之一，也是最新的高技术之一。最早的原始瓷器诞生于三千多年前，在当时是一项惊人的技术成就，其划时代意义堪比大约同一时期铁冶金术的发展。铁技术在十九世纪中叶迎来了第二次飞跃，Bessemer 法和 Siemens-Martin 精炼工艺的发明使制造商得以生产廉价优质的钢材。而瓷器正在今天迎来它的复兴——事实上，高科技陶瓷是当前材料科学蓬勃发展的关键要素，材料科学研究的是物质结构与其物理性能之间的关系。 如今人们的注意力理所当然地集中在数字世界的崛起和人工智能的爆发式到来上。但这种关注有时会遮蔽我们物理世界——建成环境——正在经历的、同样重要的材料科学变革。材料科学释放出的创新洪流如此无处不在，以至于几乎不可见，它确确实实地改变了我们周围的墙壁。瓷器提醒我们，创造新型物质的动力在人类历史中一直扮演着强大角色。 瓷器最初的进步始于中国北方的陶工开始尝试一种不寻常的黏土——一种白垩色、质地细腻的黏土，称为高岭土。高岭土因其颜色而闻名，可用于颜料、涂料和填料。陶工们发现，将这种柔软、洁白、其貌不扬的泥巴置于极端温度下会产生惊人的效果。 普通黏土看起来像一团无定形的软泥，但实际上由大量微观晶体组成。这些晶体具有独特的结构：像扑克牌一样一片片叠在一起的薄板，由羟基（氢和氧结合在一起，用化学家的话说就是 -OH）松散地连接着。当黏土在窑中加热时，羟基发生振动并脱离，导致薄片散开并重新形成细长的针状晶体，这些晶体相互交织，构成坚固的结构。与此同时，游离的羟基合并成为水分子，在窑的高温中化为蒸汽逸出，在新晶体中留下氧。 高岭土中含有丰富的高岭石，这是一种由铝、硅、氧和氢组成的矿物——Al2Si2O5(OH)4，括号表示每个分子含有四个羟基。高岭石在窑中加热时同样失去羟基，重组为针状晶体构成的三维网络。但当温度升至约 1,200 摄氏度——远高于普通陶器的烧制温度时——高岭土会发生另一种变化。硅和氧脱离出来，形成二氧化硅，二氧化硅变成浓稠的液态玻璃，填充针状晶体网络内外的所有空隙，形成致密、连续、半透明的基质——也就是瓷器。 在中国，和世界各地一样，数千年来陶瓷一直是基础产业。黏土是建筑（砖块、土坯、篱笆抹泥）、烹饪（锅具、餐具）、艺术（颜料和雕塑）甚至通信——泥板是最早的书写载体——的主要材料。但瓷器是一个巨大的飞跃，是多项创新的集大成者。 普通窑炉无法达到烧制瓷器所需的温度，部分原因是它们的排烟口位于窑"顶部"，几乎在热空气产生的同时就将其排出，导致窑炉降温。（这也是传统家用壁炉的问题——看着烧火很有趣，但作为取暖手段效率极低。）更令人忧虑的是，普通窑炉在如此高温下会碎裂甚至熔化。中国陶工发明了新型耐热砖。诸如此类，不一而足。 欧洲人第一次见到东亚瓷器，大约在十三世纪，他们为之震惊。它比任何其他陶器都更坚硬、更强韧、更细腻、更光滑、更光亮，成为了令人痴迷的渴求之物，是欧洲大陆权贵阶层的"白色黄金"。成套闪亮的白色瓷器成为奢华的象征——文艺复兴时期的私人飞机和只限邀请的俱乐部。 欧洲精英对从亚洲进口瓷器的商人收取的高昂价格不满，不惜重金试图自制瓷器——但在此后数百年间一无所成。 一个关键问题是，欧洲大陆无人知晓瓷器是以高岭土为原料制成的。也无人知道仅靠高岭石本身并不含有足够的玻璃状液态硅酸盐来制造真正的瓷器，因此中国陶工在高岭石中掺入了研碎的"中国石"——一种含有硅的部分分解花岗岩。 为了使瓷器呈现白色，欧洲陶工在黏土中加入氧化锡和碎玻璃等材料，由此诞生了意大利的马约利卡陶器、法国的彩陶（faience）和代尔夫特陶器。这些产品的外观往往很美，但缺乏瓷器的防水性、高抗拉强度，以及瓷杯被勺子敲击时发出的独特清脆声响。 这时，Ehrenfried Walther von Tschirnhaus 伯爵（1651–1708）登场了，他是出生于萨克森选帝侯国的数学家、物理学家和哲学家。Tschirnhaus 最初研究数学和哲学，但二十多岁时迷上了瓷器。大约从 1679 年开始，他进行了一系列实验，使用凹面铜镜将强烈的阳光聚焦到各种金属、矿物和陶瓷上。最终他意识到玻璃透镜的性能优于镜面，并发明了一种铸造玻璃制作大型厚透镜的方法来聚焦阳光，他将实验样品寄给欧洲各国君主，以寻求财政资助在萨克森建立一所科学院，但未获成功。 1693–94 年的冬天，Tschirnhaus 有了一个意外发现：一种不会熔化的黏土。这种黏土采自莱比锡东南约 25 英里处的 Colditz，位于萨克森，含有高岭土（当然，Tschirnhaus 并不知情）。在黏土中加入雪花石膏或白垩，加热混合物后，产生了坚硬、黄色、半透明的陶瓷，Tschirnhaus 将其称为"蜡瓷"。遗憾的是，他无法大量生产——他的透镜只能将阳光聚焦到 10 到 15 平方厘米的区域，无法加热任何更大面积的空间。当他尝试在商业窑炉中烧制瓷器时，窑壁碎裂或熔化。Tschirnhaus 正艰难地研发更好的窑炉时，萨克森的统治者"强力王"Augustus 找上了门。 几年前，普鲁士有一个名叫 Johann Friedrich Böttger 的年轻江湖骗子，散布消息说自己发现了"万能药"（*Alltinktur*）——一种能治愈任何疾病并能将贱金属变成黄金的炼金物质。普鲁士那个渴望黄金的国王，想独占这种"万能药"，立刻下令将 Böttger 抓起来"保护性拘留"，堪称"作死"（FAFO）的典型案例。Böttger 逃到了萨克森，随即被同样渴望黄金的萨克森统治者"强力王"Augustus 逮住，被关在德累斯顿郊外一座城堡的阁楼里，奉命炼金。Böttger 辛苦了多年，一直承诺要炼出"炼金术士的黄金"。令人意外的是，他始终无法交付。Augustus 越发恼火，于 1704 年请 Tschirnhaus 监督"万能药"的研发工作。对炼金术毫无兴趣的 Tschirnhaus 则邀请 Böttger 跟他一起研究瓷器。为了保命，Böttger 勉强答应了。 Tschirnhaus、Böttger 和 Gottfried Pabst von Ohain——一位高级矿业官员（在那个年代，这差不多是地球科学家的最近代名词）——共同研发出一种红黏土，可用于制作适合瓷器窑炉的砖块。1708 年 6 月，Pabst von Ohain 找到了一种白黏土——几乎就是纯高岭土，尽管他并不知情——并将它寄给了另外两人。八月和九月，Tschirnhaus 将白黏土与研碎的石灰石混合，用新红黏土制成的窑炉烧制，独自一人成功烧制出了一只在外观和性能上都与白瓷极为相似的杯子。 但他未能享受自己的成功。十月，Tschirnhaus 突然去世，据说是死于痢疾。临终前，他将一个装满文件的黑盒子交给了 Pabst von Ohain。Böttger 去世后，人们在他的遗物中发现了这个盒子，这或许可以解释他为何在 1709 年 3 月致信 Augustus，声称自己是瓷器制造工艺的唯一发现者。次年，Augustus 正式特许成立了迈森皇家瓷器厂（Royal Porcelain Manufacture），位于德累斯顿附近的另一个小镇，并让 Böttger 负责管理。又过了十年，工人们才弄明白"中国土"——更准确地说，是一种类似的本地石材——比石灰石是更好的添加料。迈森由此成为欧洲瓷器中心。Augustus 赚了大钱，建了一座"日本宫殿"，里面摆满了迈森仿制的亚洲原作瓷器，并向访客夸耀说他已经战胜了中国人——他说得没错，因为迈森瓷器比原作更坚硬、更致密。 如果说迈森是瓷器 2.0，那么我灶台上的 Dekton 就是瓷器 3.0 或更高版本。Dekton 的制造方法是：将研碎的瓷器、玻璃和石英制成浆料，烘烤成板材，然后用一台能施加 25,000 公吨压力的巨型液压机压制，最后在 1,200 摄氏度下硬化。发明 Dekton 花了六年时间，耗资近 2 亿美元。传统陶瓷中含有微观空隙和缺陷，这些充当"应力集中点"，将撞击能量聚焦而非分散，这就是它们开裂的原因。制造 Dekton 所使用的高压高温使高岭石和石英颗粒中的原子穿过接触界面相互扩散，使整个材料变成相当于一整块固体。因此，Dekton 几乎消除了瓷器长期存在的弱点——脆性和结构脆弱性。 Dekton 只是瓷器持续复兴的一个部分，而瓷器复兴本身又是更大规模的材料科学革命的一部分。材料科学这一领域创立于二十世纪四十年代和五十年代，当时物理学家、化学家和工程师在二战、冷战和太空竞赛中不得不协同工作。但它真正腾飞是在八九十年代，得益于精密测量和制造技术的发展。其大部分创新是渐进式的，但累积的总量对我们的日常生活产生了巨大影响。 举一个个人的例子：我已故的岳母在一块湿滑的浴室瓷砖上滑倒，受了永久性伤害——这种事故每年在美国导致数以万计的人受伤（https://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/mm6022a1.htm）。过去，企业制造防滑瓷砖的方法是在表面涂覆粗糙的锯齿状颗粒——有点像在表面铺了一层砂纸，在家庭中理所当然不受欢迎。十年前，Ceramica Sant'Agostino 和 Inalco 等意大利和西班牙瓷砖制造商推出了"湿激活"瓷砖或"室内外通用"瓷砖，表面烘烤了特殊的晶体化合物。干燥时，它们看起来和触感与普通瓷砖无异。但当表面被打湿且有人踩上去时，压力将水分推入表面成千上万的微孔中，在脚底与瓷砖之间形成吸盘效应，瞬间降低滑倒风险。（湿激活瓷砖能避免多少痛苦？粗略估算表明，就预防的死亡人数而言，相当于治愈所有儿童癌症。） 另一个个人例子：我女儿十一岁时患上一种罕见的骨感染，如今装了一个瓷器髋关节——之所以是瓷器，是因为以前的钴铬合金置换关节会向血液中释放金属离子，这些离子可能迁移到孕妇的胎盘中，潜在危害胎儿。大约在陶瓷企业推出湿激活瓷砖的同时，研究人员利用 3D 打印技术制造出多孔的、格子状的"生物陶瓷"结构来替代有缺陷的骨骼。这些结构并非永久替代物，而是支架，让血管和骨细胞迁移到生物陶瓷的空隙中。随着时间推移，瓷器结构逐渐溶解，被患者自身的组织所取代。（支架随后会被排出体外。） 我可以继续谈下去——用纳米技术填充瓷器孔隙以增强色彩深度和防污性，在瓷器表面覆印银离子层以增强抗菌性能，或用二硅酸锂制造强度前所未有的超薄牙科植入体。但也许最好的说法是：我祖母曾骄傲地在餐边柜上展示她母亲那套薄如蛋壳的迈森瓷器，如果她发现我竟然在一块薄薄的瓷器板上做饭，还毫不在意地把装满沸水的沉重锅具砸在台面上，一定会目瞪口呆。但当我试图向儿子解释这有多了不起时，他一脸茫然。他从未生活在一个不是由瓷器构成的世界里。 *Charles C Mann 是《The Atlantic》的特约撰稿人。* ## 关于本文的讨论 ### 想看更多？