美麗的藍色鈷是一種過渡金屬,位於元素週期表中。長期以來不純淨的形式用作顏料,該元素現在出現在磁鐵,高科技渦輪機甚至癌症治療中。
以純形式,鈷是銀藍色和脆性。根據鐵和鎳類似環境保護局,就像鐵一樣 - 可以使磁性。結果,一些高功率的磁鐵是由鈷和鋁或鎳合金製成的。皇家化學學會。人為的同位素,鈷60,通常用於癌症治療。根據美國腦腫瘤協會的數據,這種放射性同位素釋放的伽馬輻射可以靶向腫瘤,尤其是需要精確治療的腦腫瘤。
只是事實
根據杰斐遜國家線性加速器實驗室的說法,鈷的特性是:
- 原子數(核中的質子數):27
- 原子符號(在元素週期表):公司
- 原子重量(原子的平均質量):58.933195
- 密度:每立方厘米8.86克
- 室溫的階段:固體
- 熔點:2,723華氏度(1,495度攝氏)
- 沸點:5,301 F(2,927 C)
- 同位素的數量(具有不同數量中子的同一元素的原子):8; 1穩定
- 最常見的同位素:CO-59(100%自然豐度)
鈷的爭議
鈷鹽被用來用鮮豔的藍色設計裝飾古代中國陶器。其他古老的文明發現了鈷的藝術潛力,而又不知道它們使用的是什麼金屬。一項2014年研究在3400年的丹麥墳墓中發現了鈷藍色玻璃珠。研究人員報導,在古埃及墳墓中發現了同樣的玻璃杯,其中包括圖坦漢國王。發現暗示了將兩個遙遠位置聯繫起來的貿易聯繫。
除了古老的起源外,直到1730年代才發現鈷本身 - 即使那樣,科學界已經同意存在這種新金屬的數年。直到1700年代,用鈷製成的顏料被稱為Smalt或safflor,被認為是由二晶,銅,鐵和砷製成的。然後,瑞典科學家喬治·布蘭特(George Brandt)從瑞典的里達爾坦礦山(Riddarhyttan Mines)中拔出了一些未知的金屬。 (建立聯繫是值得的:勃蘭特的家族擁有這些地雷。)
勃蘭特描述了金屬及其特性,包括磁性,甚至描述了鈷溶解在氨中時會發生什麼。 (它變成紅色,“像櫻桃汁”,根據1967年堪薩斯州科學院交易期刊的布蘭特資料。)根據布蘭特的個人資料,這一發現還是有爭議的,即使在1760年,布蘭特仍然在科學院的演講中捍衛了發現。根據一項2011年自然化學文章。
鈷的唯一穩定同位素是Co-59。但是放射性鈷也可以自然發生。 2014年8月,一組天體物理學家報告了發現鈷56在Supernova SN2014J中,爆炸的恆星從地球上爆炸了1100萬光年。研究人員在《大自然》雜誌上報導說,超新星在鈷56中散發了約60%的太陽質量。同位素的半衰期為77天,並逐漸腐爛到鐵-56。
誰知道?
- 鈷這個名字來自德語單詞,刻有妖精“ Kobold”。中世紀的礦工認為這一元素很麻煩,因為它的礦石在冶煉時釋放了有毒的蒸氣。美國地質調查(USGS)。
- 鈷是健康的必不可少的痕量養分。它構成了維生素B12,這是血液形成和神經系統功能的關鍵。
- 鈷(與鎳合金)也構成了皮膚“磁性植物”,微小的機器人於2014年開發,它像精子一樣響應磁場。
- 2010年,德國研究人員捕獲了原子“旋轉”改變的第一張圖像。 (自旋是描述圍繞核周圍電子旋轉的電子角動量的特性。)它們使用的原子?鈷。
- 與遠古時代一樣,鈷如今仍用於顏料。根據大自然化學,每年生產的鈷中約有30%用於陶瓷和油漆行業。
- 根據USGS的數據,鈷在溫度下保留了其磁性,直到2049.8 F(1,121 C)。
當前的研究
儘管仍然用於顏料,但鈷在現代技術中扮演了多種角色。 2014年9月,丹麥的研究人員報告說,他們創建了結晶材料可以從空氣中吸收氧氣,將其存放,然後根據需要釋放它。研究人員說,只有2.6加侖(10升)的材料可以從房間裡吸收所有空氣。就像鐵是血紅蛋白中的重要成分一樣,從肺中搶走氧氣的血蛋白也是這種新材料的關鍵部分。
如果含氧鈷不夠奇怪,那麼一組美國研究人員正在努力將金屬整合到食品安全過程中。如今,通過勞動密集型過程,對食物進行了危險細菌的測試,其中涉及取樣,隔離和培養任何細菌並等待它們生長。在此期間,被測試的食物必須坐在架子上,這對於新鮮水果和蔬菜來說尤其大。
現在,馬薩諸塞大學阿默斯特大學的食品科學家Sam Nugen希望提出一個更好的解決方案。 Nugen和他的團隊已經開發了一種將鈷鐵納米顆粒連接到噬菌體或感染細菌的病毒的方法。
噬菌體鎖定在特定細菌上,例如大腸桿菌。接下來,研究人員使用磁鐵吸引了鈷鐵納米顆粒,從本質上講,從食物樣本中抽出噬菌體(及其細菌載荷)。 (此過程僅在任何給定食物的小樣本上進行,並且不會將噬菌體和納米顆粒引入食物供應中。)
努金告訴《 Live Science》,使用傳統的氧化鐵納米顆粒,這種磁性過程將需要整夜。
努金說:“通過使用與氧化鐵不同的磁性特性不同的鈷,我們可以製造出更強的磁鐵。”噬菌體和細菌“可以在幾秒鐘內撤出”。
努金(Nugen)發布的YouTube視頻中很容易看到此過程,該視頻顯示傳統的納米顆粒和鈷鐵納米顆粒。
努金說,最終,這個想法是要設計噬菌體,以幫助檢測和孤立的危險細菌。通過向細菌注入自己的遺傳物質來感染細菌,將細菌細胞變成工廠以獲得更多噬菌體。研究人員可以安排噬菌體迫使細菌表達食物科學家可以檢測到的某些基因或蛋白質。
2014年6月,Nugen和他的團隊從美國農業部獲得了近50萬美元的贈款,以完善這項技術。他們現在正在努力優化分離。
努根說:“對我們來說,這一切都涉及納米技術,以及我們最有效地做的事情,因為我們的規模很小。” “鈷可以讓我們走得較小,同時仍然能夠快速拉出顆粒。”
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其他資源
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