Tecnologia dependent de metalls pesants
2007/06/01 Kortabitarte Egiguren, Irati - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
En la societat actual existeixen onze eines i eines fabricades en metall o metall. De totes maneres, és una qüestió molt antiga. En efecte, tres llunyans períodes de la història humana es caracteritzen també pels metalls utilitzats en aquells temps: l'Edat del Coure, l'Edat del Bronze i l'Edat del Ferro. L'extracció del ferro va suposar una revolució en la indústria del metall en l'Edat del Bronze, ja que el metall més fort conegut fins llavors era més dur que --bronze.
El bronze és només un coure millorat, un aliatge al 90% de coure, més dura que el propi coure, més fàcil de fondre i més adaptable. Igual que l'ús de coure va suposar un gran avanç respecte a l'ús de la pedra i la fusta, el bronze també va suposar un gran avanç respecte al coure. Fins que el ferro es va imposar, el bronze era el metall més útil que l'home coneixia.
Avui dia tenim una gran dependència del coure, que és el que s'utilitza en tots els aparells elèctrics i electrònics. Les seves aplicacions són la fabricació de tubs, utensilis de cuina i diversos aliatges. No obstant això, el 45% del coure utilitzat en l'actualitat s'utilitza en components elèctrics. Les seves propietats són molt bones. És fàcil fer rosques de coure, és un bon conductor, resistent i resistent a la corrosió. Per això és molt abundant. Per exemple, un ordinador té uns dos quilos de coure i un cotxe té almenys 20 quilos.
Tot això és només un exemple. De fet, els metalls pesants més coneguts, el mercuri, el cadmi i el plom, tenen moltes aplicacions. Per exemple, una de les característiques més peculiars del mercuri és la seva facilitat per a crear amalgames amb diferents metalls. El mercuri forma potents amalgames com l'or, la plata, el zinc, el plom i l'estany, que tenen diversos usos. Per exemple, els orificis de les dents i dents menjades per la càries es cobreixen amb una amalgama. D'altra banda, el mercuri té altres usos, potser un dels més coneguts és el termòmetre.
El cadmi i els seus compostos s'utilitzen en pigments, estabilitzadors, recobriments, aliatges especials, compostos electrònics, etc. Però l'ús més important en l'actualitat és el de les piles i bateries de níquel cadmi. Per a això s'utilitza més del 80% del cadmi.
El plom i els seus compostos s'utilitzen principalment en bateries d'automòbil i industrial.
Metalls preciosos per sobre dels pesats
Molt prop del mercuri, el cadmi i el plom, almenys en la taula periòdica, es troben l'or, la plata i el platí. Són també metalls pesants, si bé són més coneguts en la percepció social per les seves aplicacions com a metalls preciosos. De fet, són molt utilitzats en joieria.
No obstant això, tenen altres onze aplicacions. La plata, per exemple, és un conductor molt bo, però és car. D'altra banda, per la seva gran sensibilitat a la llum, s'utilitza en la fotografia com a bromur de plata i ioduro (o hauríem de dir que s'usava a causa de la revolució de la fotografia digital). L'or és un bon reflector per a irradiar la llum infraroja. Per això, en els cristalls de les gratacels es podria col·locar una fina làmina d'or per a reduir la calor interior que poden causar els raigs solars.
El platí s'utilitza en la fabricació de gresol i envasos, especialment en joieria. També és un catalitzador comú en reaccions químiques. El pal·ladi també s'utilitza sovint com a catalitzador de reaccions químiques. Així mateix, en ser més barat que la plata, sovint s'utilitza com a substitut d'aquesta, tant en joieria com quan els dentistes estableixen ponts.
A més del platí i el pal·ladi, dos compostos que el titani forma amb el clor s'utilitzen com a catalitzadors en moltes reaccions químiques. No obstant això, el compost més habitual del titani és el pigment blanc de diòxid de titani (TiO 2). Cobreix perfectament les superfícies i s'utilitza en pintures, cautxús, papers, etc.
El titani s'utilitza per a fabricar equips per a la indústria química. Així mateix, s'aleará amb ferro, vanadi, alumini, molibdè i altres metalls per a obtenir material resistent i lleuger empleat en la indústria aeronàutica i aeroespacial, com a reactors, míssils, etc. L'estructura del Museu Guggenheim Bilbao, per exemple, està formada per un aliatge entre el titani i el zinc (major proporció de titani). La làmina és fina (un terç del mil·límetre és gruixut) i manejable. Per això, s'adapta perfectament a la forma de la construcció. A més, s'oxida molt lentament.
Component essencial de l'acer
En construcció és més comuna l'ús d'acer. En el cas de l'acer s'afegeixen metalls com a titani, vanadi o molibdè, sempre en quantitats molt petites. Aproximadament el 80% del vanadi produït s'utilitza com ferrobanadio o com a additiu d'acers per a augmentar la resistència dels acers. Aquestes mescles o aliatges són suficients per a obtenir acer de millor qualitat, ja que augmenta considerablement la resistència o solidesa de l'acer. Això permet crear estructures més lleugeres sense perdre resistència. Aquest tipus d'acer s'utilitza en la construcció i automoció, per exemple. Aquests aliatges permeten emprar bigues cada vegada més estretes en la construcció i plaques d'acer de menor pes en automoció.
L'addició de niobi a l'acer és també bastant comú. El niobi s'utilitza per a millorar les propietats mecàniques de l'acer, sent suficient un augment del 0,03-0,04% per a duplicar la seva resistència.
L'acer inoxidable es fabrica amb crom, entre altres. De fet, en l'acer inoxidable la concentració de crom és igual o superior al 12%, si bé les característiques antioxidants del crom es noten fins i tot quan la concentració de crom és del 5%. El crom s'utilitza principalment en metal·lúrgia, amb la finalitat d'obtenir resistència a la corrosió i donar un excel·lent acabat a les peces. No obstant això, els cromats i òxids de crom s'utilitzen també en colorants i pintures. El dicromat potàssic reactiu químic (K 2 Cr 2 O 7) s'utilitza per a netejar el material de vidre del laboratori. Altres compostos s'utilitzen com a catalitzadors.
Alguns compostos del seleni també són catalitzadors apropiats. S'utilitzen principalment en xerografia i fotocopiadores. En aplicacions elèctriques i electròniques, com les cèl·lules solars i els rectificadors, la fotografia, la medicina veterinària o els champúes anticaspa també poden trobar-se composts de seleni.
L'ús de metalls pesants no cessa, per la qual cosa els investigadors estan investigant noves aplicacions per a ells. Per exemple, fa tres o quatre anys un grup d'investigadors de Regne Unit i els EUA van descobrir nous usos per al nitrur d'indi. Van comprovar que el nitrur d'indi podia acumular una càrrega negativa en la seva superfície, una cosa poc habitual en semiconductors com aquest. Fins llavors només es coneixia un altre cas amb aquesta propietat, el de l'arsenur indi.
En la majoria dels semiconductors apareix una àrea amb pocs electrons al voltant de la superfície, la qual cosa suposa una gran resistència a l'hora de formar aliatges amb metalls. No obstant això, aquest problema podria evitar-se si es produeixen en la superfície semiconductors enriquits amb electrons.
Això pot facilitar enormement la fabricació de materials híbrids amb aliatges metall-semiconductors, que poden ser de gran utilitat en el camp de l'optoelectrònica. En el futur es pretén investigar les propietats electròniques del nitrur d'indi i els seus aliatges.
Totes aquestes aplicacions i usos són només uns pocs exemples. No obstant això, és suficient per a advertir que la tecnologia depèn de metalls pesants. T'imagines un món sense ells?
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
