被严重低估的科技金属——金涂层粒子黄金辐射

编者注:虽然黄金是金元素的一种合金形式,但是为了突出金的富贵,后文暂以黄金代指金元素。

在所有的金属元素中,黄金或许是最受人们喜爱和追捧的那一个了,它很稀缺,很闪亮,很值钱。每当人们谈到黄金时,常常就等于谈到了货币、财富或者珠宝。不过,如果有人问,黄金有什么科技价值,则很少有人知道。

实际上,在现代,黄金早已成为推动科技发展的无价之宝,它们在电子、建筑、航天以及医疗领域中都发挥了巨大的作用。可以说,科技领域中的黄金,远比仓库里的储备金或者商场里的金饰品更加珍贵。

高端电子产品的首选材料

黄金因为稀少而显得珍贵,然而,大多数人并没有觉察到,在生活中,黄金其实到处都有,它就隐藏在人们身边的电子产品中。科学家就曾做过估计,一部智能手机中约含有0.034克黄金。

那么,黄金在电子产品中发挥什么样的作用呢?我们知道,电子产品是由大大小小的电子元件和电路板组成的“整体”,而电子元件和电路板又由无数的导线、开关、焊接点或者插销连接起来,这就要用到金属导体,比如金、银和铜。金的导电性稍逊于银和铜。不过,在电子行业飞速发展的今天,人们对于电子产品的要求越来越高。比如,手机和电脑的重量要更轻,外观要更小巧,电子信号的传递要更畅通,其他性能也要更稳定、更可靠。面对更高的要求,金就显示出了相对于银、铜的巨大优势。

黄金在电子产品中发挥了巨大的作用

首先,黄金是柔韧的金属,延展性非常好。1克黄金可以拉长成为4000米长的金丝,由1吨黄金拉成的细丝的长度,等于从地球到月球来回5次的距离。高级电子产品想要变轻、变小,那么电子线路就要做得精密,某些部位需要用极细的导线连接起来。如果用铁、铜、铝等金属材料制作导线,根本拉不到足够细,导线就断了,而金导线则不会出现这种问题。

其次,要表扬一下金的稳定性。为了让智能手机或高端电脑适应各种工作环境,它们的内部线路会经受高温、低温、湿气以及腐蚀性污染物的考验,最需要的就是稳定。金、银、铜都是优秀的导体,但金的稳定性远胜过后两者。科学测试表明,在-55℃~200℃之间,金一直具有稳定的导电性。

高科技工程的涂层

黄金的延展性、导电性和防腐性使它成为制作高规格电子元件的首选材料,基于同样的原因,黄金还广泛应用于高科技工程及严酷环境当中,包括航天工程、太空探索和建筑工程等。

我们还是先从延展性说起,柔韧的黄金既可以拉成细丝,也可以制作成极薄的金箔或薄膜。比如,通过捶打或轧制,1克黄金能延展成1平方米的金箔,50万张这样的金箔叠起来也只有1厘米厚。又比如,制造黄金薄膜的方法是“真空镀膜”,也就是在真空条件下加热黄金,使之汽化,然后冷却凝固到工程设备表面的一种工艺。

在航天器上涂上一层黄金涂层可以保护航天器免受辐射的破坏

在航天工程中,黄金首先可以作为润滑剂来使用。航天器都有着极其复杂的结构,比如温度控制系统、卫星搭载系统、天线系统、太阳能电池帆板系统以及光学仪器驱动系统等,系统内部以及不同系统之间需要通过轴承、转盘等机械来支撑、连接。在太空环境中,机械所用的传统有机润滑剂会变得非常不稳定,并且容易分解,如果使用以稳定的黄金为主要成分制作的固体润滑剂,则可以满足航天器在太空苛刻条件下的润滑需求。所谓黄金制成的固体润滑剂,就是用非常薄的黄金薄膜覆盖在运动机械的表面,从而起到了润滑剂的作用。

黄金还可以给航天器提供辐射保护。这是由于黄金具备非常独特的光学性质,它可以吸收紫外光和可见光,但对于红外光的反射能力接近100%。在太空工作的航天器由于没有大气的保护,会受到来自太阳和其他恒星的辐射。利用黄金来反射太空中的红外辐射,则可以保护航天器以及航天员免受红外辐射的伤害。比如,在航天器表面喷镀一层很薄的黄金涂层,则可以大幅度降低航天器内部的温度,从而保证航天器的正常工作,在航天员头盔的护目镜上镀一层薄薄的黄金,既可以使航天员看清楚外面的世界,又可以防止航天员被红外辐射灼烧。

太空探索也使用了黄金涂层,最典型的例子就是计划于2021年10月发射进入太空的詹姆斯·韦伯太空望远镜,其主要任务是搜索宇宙早期形成的第一批星系,主要观察波段为可见光金色段到中红外波段。这台人类最先进的太空望远镜借助了黄金对红外光反射效率高的特性,在其18块六角形的主镜片上镀有一层极薄的黄金涂层,用以提高望远镜的清晰度。而且,为了让望远镜能够保持接近绝对零度的最佳工作温度,望远镜的冷却管上也涂上了黄金薄膜,用来隔绝热辐射。

同样,黄金特殊的光学性质也使其成为地面环境工程师们非常重视的一种涂层材料。只要在窗户上涂上一层薄薄的黄金,能有效反射热辐射,帮助建筑实现冬暖夏凉,从而降低能源消耗、减少碳排放。加拿大多伦多皇家银行广场的14000扇窗户都镀有黄金涂层,总共使用了70千克纯金;中国紫禁城的古老建筑则使用了薄至0.12微米的金箔作贴膜,这种金箔几乎是透明的,能透过蓝绿色的光,其贴在建筑物上,不仅显得华贵,而且有绚丽的调光功能。

医疗领域的多面手

黄金在医疗保健和药物领域也颇具影响力,这种金属数千年来一直与健康联系在一起。比如,由于黄金拥有美丽的光泽以及出色的生物相容性,它被用于牙科的历史已经十分悠久了。

金纳米粒子

近些年来,金纳米粒子在医学领域的应用发展很快,并已取得了一系列令人瞩目的研究成果。金纳米粒子是黄金的纳米级颗粒,其粒子尺寸一般在1~100纳米之间,比人类头发的直径还要小数千倍。纳米尺度的金粒子具有特殊的物理性质和化学性质,它可以吸收和反射特定波段的光,能随着自身形状和尺寸的变化而呈现出不同的颜色,同时对外界环境的变化以及粒子间的相互作用非常敏感,这样的特点赋予了金纳米粒子在医疗检测和医学成像方面的独特优势。

早在几年前,通过金纳米粒子检测早期癌症的方法就已经通过人体测试。原理也很简单,癌细胞的DNA具有与金纳米粒子结合成特殊3D结构的能力,当癌细胞的DNA存在时,金纳米粒子会改变颜色,所以科学家可以在短短几分钟内快速地检测出癌症。如果将金纳米粒子做成检测工具,那么许多癌症之外的疾病的测试也可以考虑进去,如艾滋病、梅毒和疟疾的测试。如今,全世界的医疗组织每年用于在非洲和亚洲帮助诊断疟疾的金纳米粒子检测工具就有数亿份之多。

科学家使用金纳米粒子来在细胞内传送药物。

金纳米粒子在医学领域最令人期待的前景是用于癌症的治疗。理论上,把黄金加工成特殊的金纳米粒子,它就一反常态,变得能够吸收大量红外线。然后,科学家把金纳米粒子做成抗癌药物,将其送至癌症部位,再接受红外线辐射。因人体正常组织几乎不吸收红外线而不受伤害,而金纳米粒子则因吸收红外线而被不断加热,最终就杀死了癌细胞。在将来,帮助人类战胜“死神”癌症的帮手或许就是黄金。

随着科技的进步,我们可以预见,黄金在科技领域的广泛应用也会得到进一步扩展。有理由相信,黄金还会有很多我们意想不到的全新用途面世,为人类造福。

THE END
1.中国锶网CBC中国锶网全面提供锶市场行情资讯,包括金属锶价格、氢氧化锶报价等,及时发布锶价格走势分析、新闻、产销存数据、报告、图表、企业名录等信息。https://www.cbcie.com/sr/index.html
2.金属锶的用途用于制造合金、光电管,以及分析化学、烟火。质量数90的锶是一种放射性同位素,半衰期为25年。锶由于其独特的物理化学性能,而被广泛应用于电子、化工、冶金、军工、轻工、医药和光学等各个领域。钡、锶、钙和镁https://edu.iask.sina.com.cn/jy/3mtg1D0VFpH.html
3.金属锶用途百科金属锶用途知识大全金属锶用途百科首页金属锶用途专区金属锶用途百科锶知识 2019-03-14 09:02:01 是银白色金属,密度2.6,熔点769℃,沸点1384℃。很软,可用小刀切开。的化学性质生动,暴露在空气中,表面很快构成一层氧化物和氮化物薄膜,故应保存在火油或液体白腊中。在室温下,与氧、氮、硫反响生成相应的氧化物、氮化物、硫化物,在300https://www.smm.cn/mkds/12262_baike
4.金属锶MSDS用途密度金属锶CAS号7440246【金属锶】化源网提供金属锶CAS号7440-24-6,金属锶MSDS及其说明、性质、英文名、生产厂家、作用/用途、分子量、密度、沸点、熔点、结构式等。CAS号查询金属锶上化源网,专业又轻松。https://www.chemsrc.com/cas/7440-24-6_669196.html
5.金属锶的主要用途理想股票技术论坛金属锶是一种重要的金属材料,广泛应用于烟火制造、金属合金、电池材料等领域。了解金属锶的主要用途,有助于投资者了解其市场前景和潜在投资机会。 ,理想股票技术论坛https://www.55188.com/tag-6141376.html
6.金属锶主要用途有哪些?求购–960化工网问答金属锶求购 网友 1 推荐: 硝酸钡 Cas No: 10022-31-8 硝酸铅 Cas No: 10099-74-8 氧化镁 Cas No: 1309-48-4 碳酸锶 Cas No: 1633-05-2 氟硅酸钠 Cas No: 16893-85-9 氢氧化锶 Cas No: 18480-07-4 我来回答 提交回答 重置等https://www.chem960.com/ask/q-01064e382ad146bea7d99934b035f402
7.锶的用途和应用领域有色金属行业要闻长江金属资讯锶的用途和应用领域 摘要:金属锶用于制造合金、光电管,以及分析化学、烟火等。锶由于其很强的吸收X射线辐射功能和独特的物理化学性能,而被广泛应用于电子、化工、冶金、军工、轻工、医药和光学等各个领域。锶化合物大部分用于陶瓷、玻璃和烟花工业中,小部分应用到其他产业。锶在陶瓷铁氧体磁体的应用以及在玻璃中的https://www.ccmn.cn/yszs/216419
8.锶的用途和应用领域锶的用途和应用领域锶的应用简介金属锶用于制造合金、光电管,以及分析化学、烟火等。锶由于其很强的吸收X射线辐射功能和独特的物理化学性能,而被广泛应用于电子、化工、冶金、军工、轻工、医药和光学等各个领域。锶化合物大部分用于陶瓷、玻璃和烟花工业中,小部分应用到其他产业。锶在陶瓷铁氧体磁体的应用以及在玻璃http://baike.asianmetal.cn/metal/sr/application.shtml
9.金属锶3用途及贮存 1物质内容 编辑 中文名称:金属锶 英文名称:Strontium CAS:7440-24-6 MDL:MFCD00036392 分子式:Sr 分子量:87.62 SMILES:[Sr] EINECS:208-854-8 2物质属性 编辑 银白色至淡黄色软金属。溶于液氨、乙醇。 熔点:769℃ 沸点:1384℃ 密度:2.54 https://baike.sogou.com/v58478074.htm
10.锶主要用途:金属锶用于制造合金,及用作电子管的吸气剂,也用于化学分析、制烟火等。 第十部分 稳定性和反应性 稳定性:稳定 禁配物:强氧化剂、氧、水、酸类、卤素、硫、磷等。 避免接触的条件:空气、潮湿空气。 聚合危害:不聚合 分解产物: 第十一部分 毒理学资料 https://www.999gou.cn/goods.php?id=4549
11.金属锶,strontium,在线英语词典,英文翻译,专业英语金属-金属键 参考词条 补充资料:金属锶 国标编号 43008 CAS号 7440-24-6 分子式 Sr 分子量 87.63 银白色至淡黄色软金属;蒸汽压 1.33kPa(898℃);熔点 769℃;沸点1384℃;溶解性:溶于液氨、乙醇;密度:相对密度(水=1):2.54;稳定性:不稳定;危险标记 10(遇湿易燃物品);主要用途:用于制造合金,及用作电子管的http://dictall.com/indu/033/0329402F26A.htm
12.什么是锶锶金属镭金属?⊕ 1E-131.4 3 用途 3.1 用途及优点 锶金属被用于制造铁氧体磁体以及精制锌。 副产品称为锶-90核反应堆是放射性同位素;它是由组织吸收并破坏骨髓和癌的生长。 3.1.1 工业用途 工业弹药, 化学工业 3.1.2 医疗用途 NA 3.1.3 其他用途 https://metals.comparenature.com/zh/what-is-strontium/model-37-0
13.金属锶「其他有色金属矿产」其他有色金属矿 其他化学试剂产品详情 品牌/型号:/ 金属锶: 化学成分:Sr≥99%;Ba≤0.3%;Ca≤0.2% 产品用途特性:银白色至淡黄色软金属.能溶于乙醇,化学性质活泼,在空气中加热能燃烧遇稀酸或水分解,放出氢及热量,能引起燃烧,燃烧时发出深红色火焰.相对密度: 2.54熔点: 769℃沸点: 1384℃蒸气压: 1333帕(http://china.makepolo.com/product-detail/23934410.html
14.碳酸锶的主要用途碳酸锶的主要用途 导读1.彩色显像管:碳酸锶作为发光材料,主要用于制造彩色显像管的荧光粉,提高显像效果。2.磁性材料:碳酸锶具有良好的磁性能,可用作磁性材料的原料,应用于磁性录音磁带、磁卡等领域。3.电子陶瓷:碳酸锶具有较高的熔点和良好的电绝缘性能,可用于制造电子陶瓷元件,如电容器、绝缘材料等。4.金属冶炼:https://m.51dongshi.com/eedfrcedacdsc.html
15.锶「CAS号:7440246」MSDS用途熔点沸点生产用途 上下游产品 基本信息 CAS:7440-24-6 中文名称:锶 英文名称:Strontium 常用名:金属锶 锶 锶片(不规则) 蒸馏的枝形片状锶 鍶標準液 鍶 锶锭 锶颗粒 英文别名:STRONTIUM STANDARD STRONTIUM STANDARD SOLUTION STRONTIUM SINGLE COMPONENT STANDARD STRONTIUM SINGLE ELEMENT PLASMA STANDARD STRONTIUM SINGLE ELEhttps://m.biochemsafebuy.com/7440-24-6-d623769/