Glass: a ubiquitous material

Il vetro: un materiale onnipresente

Quanto ognuno di noi si rende conto del fatto che viviamo quotidianamente in mezzo a oggetti di vetro? E il vetro non è soltanto il materiale di cui sono fatte le finestre dei palazzi o i calici in cui sorseggiamo un vino, ma è anche quello che protegge il quadrante del nostro orologio, lo schermo del cellulare e del televisore, l’interno dell’automobile, o contribuisce a creare oggetti artistici di ogni dimensione...; l’elenco è veramente infinito, e non esiste altro materiale così antico e così duttile nelle sue applicazioni. Fragile o resistentissimo, rigido o flessibile, colorato, diffondente o trasparente grazie alle tantissime possibilità di variarne la composizione, il vetro è onnipresente e molto spesso indispensabile. Oltre tutto, è anche totalmente riciclabile e all’infinito, senza perdere nessuna delle sue qualità originali. Infine, va sottolineato che il vetro, nella sua apparente semplicità, è un materiale complesso e, nonostante le migliaia di anni di storia, continua ad essere un importante oggetto di ricerca da parte di chimici, fisici e ingegneri. Non deve quindi stupire che, proprio per celebrare le proprietà e l’importanza di questo materiale, il 2022 sia stato dichiarato dalle Nazioni Unite Anno Internazionale del Vetro (International Year of Glass), anche grazie alla campagna di sensibilizzazione condotta dalla International Commission on Glass (ICG). L’obiettivo di questo breve articolo è di far conoscere l’ICG e di ripercorrere velocemente la storia dello sviluppo tecnologico del vetro, insieme all’evolversi delle sue applicazioni.

1 Cos’è il vetro?

Cerchiamo per prima cosa di definire cosa è il vetro, questione più complessa di quanto possa sembrare a prima vista. Il vetro, infatti, si colloca un po’ a cavallo tra lo stato solido e quello liquido. Ed è in uno stato di equilibrio instabile, dato che il solido corrispondente tende a rilassare (anche se con tempi che vanno verso l’infinito) verso lo stato di liquido sovraraffreddato corrispondente. Dunque, in senso chimico-fisico, un vetro è un liquido sovraraffreddato che ha subito un processo di congelamento strutturale. Operativamente, un vetro è ottenuto da un liquido (un fuso di materiali cristallini) tramite un raffreddamento molto rapido, non accompagnato da cristallizzazione.

Da notare che non esiste neppure una completa uniformità nella scelta dei termini utilizzati: negli articoli scientifici, a indicare la condizione del liquido in questione, si trova sia l’aggettivo “sovraraffreddato” (intendendo molto raffreddato, ovvero molto rapidamente) che quello “sottoraffreddato” (intendendo raffreddato rapidamente al di sotto della temperatura di fusione); i termini usati in inglese sono, rispettivamente, overcooled e undercooled, con netta prevalenza di uso del primo. Per sciogliere i dubbi, comunque, basta riferirsi al grafico in fig. 1 che presenta la tipica curva di transizione vetrosa, condivisa da tutti.

È noto che per criteri termodinamici un materiale a una data temperatura tende ad esistere nello stato corrispondente alla minima energia a quella temperatura, e che per un materiale solido la configurazione di minima energia è quella cristallina. Per illustrare il comportamento del vetro è utile osservare come varia una proprietà fisica, come ad esempio il volume specifico, in funzione della temperatura (fig. 1). Il volume del liquido (fuso) inizia a diminuire linearmente con l’abbassamento di temperatura finchè, raggiunta la temperatura di fusione del solido $T_f$ , si verifica una discontinuità (B $\rightarrow$ F) che testimonia il repentino cambio di struttura nel passaggio da liquido a solido. Nella stragrande maggioranza dei materiali, quando si raffredda ulteriormente, il volume diminuisce di nuovo linearmente fino alla temperatura ambiente (F $\rightarrow$ G), dando luogo a un cristallo.

Se però il raffreddamento avviene in modo sufficientemente rapido, il sistema continua a comportarsi come un liquido (appunto detto sottoraffreddato o sovraraffreddato) fino ad arrivare a un punto in cui la pendenza della curva diminuisce per portarsi ad un valore simile a quello per il solido cristallino. Tale punto (tra C e D nel grafico) indica il passaggio dallo stato di liquido sottoraffreddato allo stato vetroso, e la corrispondente temperatura $T_g$ è detta di transizione vetrosa. Ciò che accade è che la viscosità del liquido aumenta così rapidamente che le molecole non hanno la possibilità di muoversi per raggiungere la configurazione ordinata cristallina e il sistema rimane “congelato” in una configurazione amorfa. Il parametro critico è dunque la velocità di raffreddamento.

In conclusione, una buona definizione di vetro può essere “uno stato non in equilibrio, non cristallino, della materia condensata che esibisce una transizione vetrosa”. Tra l’altro, a tale definizione rispondono anche molti materiali organici, noti come polimeri vetrosi.

Esistono due classi principali di vetri, quelli basati su ossidi (che costituiscono la stragrande maggioranza, e al cui interno i più comuni sono i silicati, in cui il componente principale è la silice SiO₂) e quelli che non contengono ossidi, come i vetri calcogenuri (formati da As-S o GeS e composti) e i fluoruri (un esempio è il vetro noto come ZBLAN, formato da ZrF₄-BaF₂-LaF₃-AlF₃-NaF). La composizione di base di un vetro ossido richiede la miscela di ossidi “formatori” del reticolo vetroso (come SiO₂, B₂O₃, GeO₂, ...) e di altri componenti, quali “fondenti” (ossidi alcalini, principalmente di Na e K, che abbassano la temperatura di fusione rispetto alla silice pura) e “stabilizzanti” (ossidi alcalino-terrosi di Ca, Mg, Ba, ..., che aumentano la resistenza agli agenti chimici e atmosferici).

Sia la temperatura di fusione $T_f$ che quella di transizione vetrosa $T_g$ cambiano notevolmente con la composizione del vetro: per avere una indicazione quantitativa, $T_f$ passa da circa 1700 °C per la silice pura a 250-300 °C per i fluoruri; $T_g$ scende da 1175 °C per la silice pura a 520-600 °C per i vetri sodico-calcici (SiO₂-Na₂O-CaO), 279 °C per i telluriti (TeO₂), fino a 230-250 °C per i vetri calcogenuri e fluoruri.

2 Breve storia dello sviluppo del vetro

La creazione del vetro necessita, come visto, di alte temperature e di un raffreddamento molto rapido; per questa ragione sono pochi gli esempi di vetri esistenti in natura: ossidiane, formatesi per rapido raffreddamento di lava ad alto contenuto di silice; folgoriti, che possono formarsi dove un fulmine colpisce un suolo sabbioso; tectiti e impattiti, per fenomeni di fusione e di solidificazione estremamente rapidi dovuti a impatti meteoritici. L’ossidiana fu molto utilizzata già nella preistoria per produrre strumenti da taglio e da caccia ma anche elementi decorativi come pendenti, statue, specchi. È accertato che fu oggetto della prima serie di scambi commerciali su lunga distanza a partire dall’età Neolitica, verso il 6000 a.C.

La lavorazione del vetro “artificiale”, invece, in accordo con reperti archeologici in Mesopotamia sembra iniziare nell’Età del Bronzo, intorno al 3000 a.C. e almeno un millennio dopo la scoperta del processo di lavorazione della ceramica. Le prime documentazioni scritte sulla lavorazione del vetro si trovano in due tavolette d’argilla con scrittura cuneiforme conservate nel British Museum di Londra, trovate in scavi archeologici in Iraq e risalenti l’una (con una ricetta per il vetro rosso; fig. 2) a un periodo tra il 1400 e il 1200 a.C. e l’altra (in frammenti, con ricette per vari tipi di vetro) intorno al 650 a.C. Un dettaglio curioso, che testimonia l’importanza del vetro, è che la prima tavoletta è scritta in uno stile tale da essere comprensibile solo dagli addetti ai lavori. Questo tentativo di mantenere la segretezza di procedure particolari per la lavorazione del vetro è continuato per moltissimo tempo, se si considera che nel XIII secolo la Repubblica di Venezia decise di riunire tutti i mastri vetrai nell’isola di Murano per delimitare gli incendi che spesso sorgevano nelle fornaci ma anche per mantenere la segretezza delle ricette dei colori e delle tecniche per le forme.

Tornando all’origine del vetro, è nota la leggenda tramandata da Plinio il Vecchio secondo la quale la scoperta da parte di mercanti fenici fu del tutto casuale (vedi Box 1). La casualità della scoperta è ampiamente plausibile (per rimanere nel campo del vetro, anche la vetroceramica fu scoperta quasi 70 anni fa a seguito di un incidente), ma storicamente il fatto non regge; tuttavia, anche la narrazione è plausibile, visto che una miscela di natron (un minerale ricco in soda in genere proveniente dal deserto di Wadi Natrun, tra il Cairo e Alessandria d’Egitto) e sabbia siliceo-calcarica fu effettivamente usata per molti secoli. Successivamente, come alternative all’uso del carbonato di sodio quale elemento fondente furono usate ceneri vegetali: ceneri per fondente sodico provenienti da piante delle coste mediterranee come la salicornia (pianta grassa erbacea) e per fondente potassico da piante boschive come la felce e la quercia.

Una cronologia schematica dei principali passi nel successivo sviluppo della scienza e tecnologia del vetro, e in particolare di quello ottico (cioè un vetro con qualità ottiche superiori e adatto per la produzione di lenti e altri componenti ottici), è mostrata di seguito.

• I secolo a.C.: invenzione della tecnica di soffiatura del vetro nell’area Babilonese.
• I-IV secolo d.C.: sviluppo e crescita delle tecniche di produzione e lavorazione del vetro a Roma e nell’area Mediterranea.
• X-XVI secolo: predominio di Venezia nell’arte vetraria; l’isola di Murano diventa uno dei maggiori centri di produzione.
• XI-XII secolo: manoscritto in tre volumi “De diversis artibus” del monaco Teofilo. Il secondo volume è dedicato al mestiere del vetraio.
• 1226: produzione in Inghilterra (Surrey/Sussex) di lastre di vetro di piccole dimensioni (broad sheet) ottenute tagliando e poi spianando cilindri di vetro ottenuti per soffiatura.
• 1330: produzione in Francia (Rouen) di lastre di vetro di alta qualità (crown glass) con la tecnica della soffiatura e un processo abbastanza complesso.
• 1450 (circa): invenzione del “cristallo” da parte del vetraio muranese Angelo Barovier. Era un vetro incolore e terso grazie alla depurazione chimica delle ceneri fondenti e alla decolorazione ottenuta introducendo biossido di manganese.
• 1612: pubblicazione in Firenze de “L’arte vetraria, distinta in libri sette” di Antonio Neri (fig. 3).
• 1676: in Inghilterra, George Ravenscroft brevetta un vetro “cristallino” introducendo quale stabilizzante il 27% di ossido di piombo, probabilmente ispirato dalle ricette dell’Arte Vetraria di Neri, che era stato tradotto in inglese nel 1662.
• XVII-XVIII secolo: diffusione del “cristallo di Boemia”, vetro decorativo senza piombo, stabile, trasparente e lavorabile al tornio, ottenuto mescolando cloruro di potassio e gesso (solfato di calcio biidrato).
• 1827 (circa): l’invenzione in America della pressa per vetro segna l’inizio della produzione su larga scala e a basso costo di oggetti in vetro.
• XIX secolo: miglioramento dei processi per la produzione di vetro ottico; lavori di Joseph Fraunhofer, Michael Faraday, William Vernon Harcourt.
• 1886: pubblicazione di un catalogo di vetri ottici del Glastechnisches Laboratorium Schott & Gen. a Jena, Germania.
• 1903: Michael J. Owens, in Ohio, inventa la macchina automatica per la produzione di bottiglie a mezzo soffiatura.
• 1954: Donald Stookey, Corning Glass Works, scopre (per caso) la vetroceramica.
• 1959: Alistair Pilkington, in Inghilterra, inventa il procedimento di fabbricazione di lastre di vetro di grande superficie e in maniera continua (float glass).
• 1960: P. Duwez e colleghi (California Institute of Technology, USA) scoprono il primo vetro metallico, basato su una lega Au₈₀Si₂₀.
• 1961: Elias Snitzer (American Optical, USA) sviluppa il primo laser in vetro usando una fibra ottica di vetro (nucleo di 300 μm di diametro) a base SiO₂-BaO-K₂O contenente da 0.13 a 2% in peso di Nd₂O₃.
1963-1969: sviluppo, presso vari laboratori di ricerca negli Stati Uniti, dei primi circuiti ottici integrati basati su strutture a film sottile in materiali vetrosi.
• 1964: C. J. Koester e E. Snitzer (American Optical) sviluppano il primo amplificatore ottico in fibra (nucleo di 10 μm di diametro) alla lunghezza d’onda di 1.06 μm usando il vetro drogato con Nd.
• 1968: A. G. Schott mette in commercio Zerodur®, vetroceramica con coefficiente di dilatazione termica prossimo a zero.
• 1969: Larry Hench (Imperial College) sviluppa il Bioglass®, un materiale vetroso (45SiO₂-24.5Na₂O-24.5CaO-6P₂O₅; percentuali in peso) in grado di stimolare la rigenerazione ossea.
1970: R. D. Maurer e colleghi (Corning Glass Works, USA) realizzano le prime fibre ottiche con attenuazione inferiore a 20 dB/km alla lunghezza d’onda di 6328 Å usando silice ultrapura drogata con titanio (la misura effettiva fu di 17 dB/km).
• 1975: J. Lucas e colleghi (Università di Rennes, Francia) pubblicano un articolo con le prime fibre ottiche per l’infrarosso realizzate in vetri fluoruri di metalli pesanti.
• 1987: D. N. Payne (U. Southampton, UK) e E. Desurvire (AT&T Bell Labs, USA) e colleghi dimostrano i primi amplificatori ottici in fibra alla lunghezza d’onda di 1.5 μm.
• Gli ultimi decenni hanno visto intensificare la ricerca di nuovi o migliorati materiali vetrosi funzionali (fotorifrattivi, fotoluminescenti, elettrocromici, metallici, ...) e, in parallelo, lo sviluppo di applicazioni nei campi più svariati, dall’architettura alla sensoristica, alle telecomunicazioni, fino alla realizzazione di strutture quantistiche per l’elaborazione dell’informazione. Le caratteristiche dei vetri e le relative tecniche di fabbricazione sono in continua evoluzione; un recente esempio è costituito dai vetri flessibili, utilizzati nei cellulari, schermi video flessibili e dispositivi simili.

3 La produzione industriale e scientifica

Per rendersi conto dell’importanza sia economica che scientifica del vetro è utile esaminare alcuni dati numerici e alcuni grafici:

• La produzione mondiale di vetro cavo (prodotti destinati a contenere liquidi o alimenti, come bicchieri, bottiglie, barattoli, ...) nel 2020 è stata pari a circa 690 miliardi di unità.
• La produzione globale di vetro piano (destinato all’edilizia, all’arredamento e al settore automotive) nel 2020 ha generato un valore di mercato pari a circa 265,85 miliardi di dollari USA, ed è previsto che possa raggiungere i 352 miliardi di dollari nel 2028.
• In Europa, considerando i 27 Stati membri più la Gran Bretagna, la produzione totale di vetro nel 2020 ha sfiorato i 36 milioni di tonnellate, con una diminuzione del 2,6% rispetto al 2019 a causa della pandemia da Covid-19. Il grafico a torta in fig. 4 mostra la ripartizione nei vari settori produttivi, con il vetro cavo che copre più del 60% e il vetro piano intorno al 30%. Le fibre in vetro per materiali compositi strutturali (principalmente in campo aerospaziale, nautico e automobilistico) corrispondono al 2.4% e i vetri speciali (tra cui quelli per la microelettronica e la fotonica) al 2.1%.
• In Italia, secondo un rapporto di Assovetro, associazione imprenditoriale di categoria, la produzione 2020 di vetro piano ha sfiorato il milione di tonnellate, pur con una diminuzione di oltre l’8% rispetto al 2019, e quella di vetro cavo ha superato 4400000 tonnellate, con una diminuzione limitata (–1.25%) rispetto all’anno precedente.

Sul versante tecnico-scientifico, un indicatore affidabile può essere costituito dal numero di pubblicazioni; una ricerca per il periodo 1965-2021 sul database del Clarivate Web of Science dà come risultati oltre 584000 pubblicazioni usando la parola chiave “glass” nel campo “topic” e oltre 206000 usando la stessa parola chiave nel più ristretto campo “title”, con una media annuale rispettivamente di circa 10600 e 3750 articoli. L’andamento del numero di pubblicazioni annuali è mostrato in fig. 5. Una analisi dettagliata delle pubblicazioni scientifiche a partire dal 1850 e in particolare nel triennio 2010-2013 è discussa in un interessante articolo di J. C. Mauro e E. D. Zanotto.

Questi dati, sia pur limitati, sulla produzione industriale di vetro e sulla rilevanza numerica della produzione scientifica forniscono già una eccellente motivazione per l’organizzazione di un evento quale la proclamazione di un Anno Internazionale del Vetro da parte dell’Assemblea delle Nazioni Unite. Un altro passo fondamentale in quella direzione, però, fu fatto nel 2016 con la pubblicazione di un articolo (Welcome to the Glass Age) da parte di D. L. Morse e J. W. Evenson, due ricercatori di Corning Inc. (una delle maggiori imprese produttrici di vetro e ceramiche sia per l’ambito industriale che per quello scientifico), che lanciarono l’idea di denotare il presente secolo come l’Era del Vetro, sulla scia di denominazioni come l’Era spaziale e l’Era dell’informatica.

Un altro dato importante riguarda la sostenibilità della catena di produzione; certamente il vetro è un buon candidato a realizzare una vera economia circolare, riducendo il prelievo di materie prime dall’ambiente, riducendo la produzione di rifiuti, e valorizzando la durata dei prodotti e il loro riutilizzo. Tuttavia, anche se teoricamente il vetro è riciclabile al 100% e indefinitamente (dopo ogni ciclo, il vetro riciclato mantiene le stesse proprietà di quello originale), esistono dei limiti pratici e dei requisiti da rispettare nel processo di rifusione, quale il contenuto massimo di altri materiali tra i rottami di vetro. Ad esempio, la contaminazione da terracotta, pietre e porcellana (ESP – earthenware, stone, porcelain: i materiali che più comunemente possono essere associati al vetro nelle raccolte differenziate) deve essere limitata a valori dell’ordine di 20 grammi per tonnellata di cocci di vetro nella produzione di vetro cavo e addirittura 5 g/t per il vetro piano. È da sottolineare che già a partire dalla fine degli anni ‘80 la selezione dei contaminanti ESP nei rottami non è più fatta manualmente ma con metodi ottici; alcune aziende di riciclo usano tecniche sofisticate, come la fluorescenza a raggi X (XRF) per separare vetri al piombo, vetroceramiche e vetri dei tubi a raggi catodici oppure la spettroscopia nel vicino infrarosso per eliminare plastiche, vetri acrilici e vetri laminati.

A livello mondiale, nel 2018 la quantità di vetro riciclato era stimata intorno a 27 MTA (milioni di tonnellate annue), pari al 21% del vetro prodotto, con percentuali intorno al 32% per il riciclo di vetro cavo e dell’11% per il vetro piano. La situazione, però, cambia moltissimo con l’area geografica: l’Europa dà il buon esempio e l’Italia primeggia, avendo raggiunto nel 2020 il 79% del riciclo del vetro, anche al di sopra dell’obiettivo europeo del 75% fissato per il 2030. Limitandosi al solo vetro per contenitori, è molto alta anche la media europea (78% nel 2019). Negli Stati Uniti, invece, la raccolta differenziata del vetro si attesta intorno al 33% e l’obiettivo da raggiungere è più modestamente un 50%.

Dal punto di vista energetico, purtroppo la produzione di vetro è energivora, date le alte temperature che devono essere raggiunte nelle fornaci e il fatto che i consumi sono pressoché costanti tutto l’anno, con rare fermate dei forni, se non per manutenzioni straordinarie. L’uso di vetro riciclato permette di usare temperature leggermente più basse, e in media un aumento del 10% di rottami di vetro nella fornace corrisponde a un risparmio di energia del 3% e una riduzione di emissioni di CO₂ del 5%. Il tema della sostenibilità, non solo energetica, è comunque piuttosto complesso e un modo di affrontarlo può essere quello di analizzare l’EMERGIA dell’intero processo. Per chi fosse interessato ad approfondire l’argomento, due capitoli di un libro recente hanno discusso l’applicazione di una analisi del ciclo di vita (LCA – LifeCycle Assessment) e di una analisi dell’emergia alla questione della sostenibilità delle celle fotovoltaiche.

4 La Commissione Internazionale del Vetro (ICG), l’Anno Internazionale del Vetro e l’Anno Internazionale delle Scienze di Base

La produzione di vetri e di oggetti di vetro su larga scala ebbe inizio già a metà dell’Ottocento, ma alcuni passi decisivi furono fatti tra la fine di quel secolo e l’inizio del ‘900, con l’avvento di processi per la fabbricazione continua di vetro piano e la messa in opera di macchine automatiche per la fabbricazione di bottiglie. Così, quella che fino ad allora era rimasta una lavorazione in cui la componente artigianale era ancora importante si trasformò in una piena attività industriale, che richiedeva anche di stabilire accordi internazionali sulle definizioni e i termini tecnici, e di standardizzare i metodi di caratterizzazione dei vetri prodotti. Gli stessi obiettivi erano di interesse della comunità scientifica, e un personaggio che svolse un ruolo fondamentale in quel periodo e nei successivi sviluppi fu William Ernest Stephen Turner (1881-1963): nel 1916 Turner, allora professore di chimica alla Sheffield University in Gran Bretagna, organizzò una riunione di esperti in vetro presso l’Università e fondò la Society of Glass Technology (SGT), che l’anno successivo iniziò la pubblicazione del Journal of the Society of Glass Technology (JSGT), continuata fino ad oggi con qualche cambio di nome. Anche grazie al successo della rivista, negli anni successivi Turner prese contatti con colleghi, soprattutto industriali, negli Stati Uniti, in Francia, e in Germania, dove nel 1922 fu fondata la Deutsche Glastechnische Gesellschaft (DGG). La collaborazione tra SGT e DGG si rivelò fruttuosa e portò anche alla organizzazione di due convegni, in Germania nel 1928 e in Inghilterra nel 1930. Nel 1931-32 Turner entrò in contatto con il dr. Arnaldo Mauri, chimico e valente tecnologo del vetro; la collaborazione con l’italiana Federazione del Vetro e della Ceramica portò a organizzare in Italia un congresso internazionale nel 1933, aperto a tutti i Paesi interessati (fig. 6). Le sessioni tecniche si svolsero a Milano dal 16 al 21 settembre e furono seguite da visite alle vetrerie di Venezia e, per i ceramisti, a Firenze. A conclusione dei lavori, il 23 settembre a Venezia fu fondata la International Commission on Glass (ICG); i membri fondatori furono J. A. de Artigas (Spagna), J. C. Hostetter (USA), Bernard Long (Francia), H. Maurach (Germania), A. Mauri (Italia) e W. E. S. Turner (Gran Bretagna); Turner e Maurach furono nominati rispettivamente presidente e segretario dell’ICG.

Il secondo congresso dell’ICG fu tenuto nel 1936 in Inghilterra, in parte a Londra (fig. 7) e in parte a Sheffield, con l’accordo di tenere il successivo nel 1939 in Germania, cosa risultata poi impossibile a causa della crescente tensione politica e militare in Europa, e dello scoppio della guerra il 3 settembre 1939. Negli anni successivi alla fine della seconda guerra mondiale Turner riprese la sua attività di coordinamento e nel settembre 1948 riuscì a organizzare una riunione a Buxton, non lontano da Sheffield, in cui ridefinire gli obiettivi e le attività dell'ICG; un comitato provvisorio fu incaricato di stilare la nuova costituzione, che fu infine approvata nel 1950. Così il terzo congresso dell’ICG, primo dopo la guerra, fu finalmente organizzato nel 1953, a venti anni di distanza dal primo, e, simbolicamente, di nuovo a Venezia. Da allora, la cadenza triennale è stata regolarmente mantenuta; il congresso più recente (XXV) è stato tenuto a Boston (USA) nel 2019, e il prossimo (XXVI) sarà a Berlino nel luglio 2022.

Oggi, come all’inizio, l’obiettivo dell’ICG è quello di promuovere e stimolare la collaborazione tra esperti nella scienza e nella tecnologia del vetro, sottolineandone gli aspetti interdisciplinari. L’azione dell’ICG si svolge soprattutto attraverso Comitati Tecnici (nel 2022 sono 25 i TC attivi) che organizzano studi comparativi, test “round robin”, conferenze specialistiche, corsi e workshop. Attualmente (febbraio 2022) l’ICG conta 31 membri in rappresentanza di altrettanti paesi, 5 organizzazioni associate e 14 aziende come membri associati.

Nel 2015, la proclamazione da parte delle Nazioni Unite dell’Anno Internazionale della Luce e delle tecnologie basate sulla luce spinse David Pye, professore emerito di scienza del vetro alla Alfred University, New York, già presidente di ICG nel triennio 1997-2000, a considerare la possibilità di promuovere un evento dello stesso tipo per la scienza e l’industria del vetro. Pye iniziò organizzando un numero speciale della rivista IJAGS (di cui lui stesso è founding editor) dedicato a “Glass and Light”. Poi prese contatto con aziende e istituzioni statunitensi (Corning Inc., American Ceramic Society, Corning Museum of Glass) e, forte del loro sostegno, convinse l’ICG a farsi promotore di una iniziativa nei confronti dell’UNESCO per arrivare infine a una risoluzione formale dell’Assemblea delle Nazioni Unite. Alicia Durán, dirigente di ricerca presso l’Istituto di Ricerca su Ceramica e Vetro del CSIC a Madrid e presidente dell’ICG per il triennio 2018-2021, è stata la coordinatrice degli sforzi dell’ICG, riuscendo a ottenere un vastissimo supporto da aziende, organizzazioni di ricerca, associazioni scientifiche e musei (fig. 8). L’obiettivo è stato raggiunto il 18 maggio 2021 con l’approvazione da parte dell’Assemblea delle Nazioni Unite; la cerimonia ufficiale di apertura dell’Anno Internazionale del Vetro è stata tenuta a Ginevra, presso il Palazzo delle Nazioni Unite, il 10 e 11 febbraio 2022. Ai discorsi ufficiali ha fatto seguito una serie di presentazioni da parte di esperti internazionali del vetro, che sono state seguite da un vasto pubblico su internet ma con presenza nella sala purtroppo limitata dalle regole vigenti per contrastare la diffusione della pandemia Covid-19.

Nella proposta all’UNESCO, l’ICG ha sottolineato come le attività del settore vetro siano completamente coerenti e anzi contribuiscano in maniera effettiva ai 17 obiettivi dell’Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile (fig. 9), che indica la strada da percorrere per dare a tutti, nella generazione attuale e in quelle future, la possibilità di vivere in un mondo sostenibile dal punto di vista ambientale, sociale ed economico. Tra gli obiettivi rientrano migliori opportunità di educazione, uguaglianza di genere, disponibilità e qualità dell’acqua, energia sostenibile e pulita, salute dell'ambiente.

Certamente al raggiungimento di questi obiettivi contribuiscono anche le scienze di base, che possono aiutare a identificare i meccanismi per l’uso corretto della conoscenza e il trasferimento tecnologico. Partendo da questa premessa, una procedura parallela a quella dell’ICG era stata intrapresa dall’Unione Internazionale di Fisica Pura e Applicata (IUPAP), che ha agito da coordinatrice della proposta di dichiarare il 2022 Anno Internazionale delle Scienze di Base per lo Sviluppo Sostenibile (International Year of Basic Sciences for Sustainable Development – IYBSSD), ricordando anche che il 2022 segna il centenario dell’assegnazione del Premio Nobel in Fisica a Niels Bohr e il centenario della stessa IUPAP, fondata in Belgio nel 1922 e il cui primo presidente fu William Henry Bragg (1862-1942), premio Nobel per la Fisica nel 1915 insieme al figlio William Lawrence.

Anche questa seconda proposta ha avuto successo e l’Assemblea delle Nazioni Unite ha approvato la relativa risoluzione il 2 dicembre 2021; la cerimonia inaugurale di IYBSSD sarà tenuta a Parigi, presso la sede dell’UNESCO, l’8 luglio 2022 [19]. Dunque ci si può attendere che il 2022 veda anche uno o più eventi scientifici organizzati sotto l’egida di entrambi gli Anni Internazionali.