閃亮的微紅銅是人類第一種使用的金屬，至今仍然是工業中的重要金屬。
中東發現的最古老的金屬物體是銅；這是一個小錐子，其歷史可以追溯到公元前 5100 年最初是由純銅製成的（儘管現在，它的含量為 97.5%）具有薄銅皮）。
銅是世界上消耗量第三大的工業金屬，僅次於和，根據美國地質調查局（美國地質勘探局）。其中約四分之三的銅用於製造電線、電信電纜和電子產品。
除了金以外，銅是唯一的金屬其顏色不是自然的銀色或灰色。
銅的化學描述
- 原子序數（原子核中的質子數）：29
- 原子符號（元素週期表上）：Cu
- 原子量（平均質量）：63.55
- 密度：8.92克每立方厘米
- 室溫相：固體
- 熔點：1,984.32 華氏度（1,084.62 攝氏度）
- 沸點：5,301 F (2,927 C)
- 同位素數量（具有不同中子數量的相同元素的原子）：35； 2 穩定
- 最常見的同位素：Cu-63（自然豐度為 69.15%）和 Cu-65（自然豐度為 30.85%）
銅的歷史
大多數銅存在於礦石中，必須熔煉或從礦石中提取，以達到純度後才能使用。但根據化學數據庫網站，自然化學反應有時會釋放天然銅，化學酷。
人類用銅製造東西已有至少 8000 年的歷史，並在公元前 4500 年左右就弄清楚瞭如何冶煉這種金屬。下一個技術飛躍是通過在銅中添加錫來製造銅合金，從而產生了一種比其各個部分更硬的金屬：青銅。技術發展迎來了青銅時代，這一時期大約涵蓋公元前 3300 年至 1200 年，其特點是青銅工具和武器的使用。歷史頻道。
銅器文物遍布整個歷史記錄。這個小錐子或尖頭工具的歷史可以追溯到公元前 5100 年，它與以色列一個古老村莊的一位中年婦女一起埋葬。錐子代表的是曾在中東發現過。根據 2014 年發表在《自然》雜誌上的一篇文章，這些銅可能來自高加索地區，該地區位於山區，覆蓋俄羅斯東南部、亞美尼亞、阿塞拜疆和格魯吉亞，相距超過 600 英里（1,000 公里）。公共科學圖書館一號。在，人們用銅合金來製作首飾，包括。研究人員還在以色列發現了公元前 10 世紀的大量銅礦。銅甚至可能是大約 7,000 年前，人類向環境釋放了這些物質。
大約三分之二的銅據美國地質調查局稱，存在於火成岩中，大約四分之一存在於沉積岩中。這種金屬具有延展性和延展性，並且具有良好的導熱性和導電性，這也是銅廣泛用於電子和佈線的原因。
由於氧化反應；也就是說，當它暴露在水和空氣中時會失去電子。這種氧化反應是鍍銅自由女神像呈綠色而不是橙紅色的原因。根據銅發展協會自由女神像上覆蓋著一層僅 0.005 英寸（0.127 毫米）厚的風化氧化銅層，覆蓋物重約 80 噸（73 公噸）。據官方稱，從銅色到綠色的轉變逐漸發生，並於 1920 年完成，即雕像落成並揭幕 34 年後。紐約歷史學會。
關於銅的快速事實
以下是有關銅的一些有趣事實：
- 根據彼得·范德克羅格t一位荷蘭歷史學家認為，“銅”這個詞有幾個詞根，其中很多都來自拉丁語單詞銅這是從這句話衍生出來的塞浦路斯黃銅，意思是“來自塞浦路斯的金屬”，因為當時使用的大部分銅都是在塞浦路斯開采的。
- 如果普通汽車中的所有銅線都鋪設完畢，它將延伸 0.9 英里（1.5 公里），根據美國地質調查局。
- 根據該研究，銅的電導率（電流流過金屬的容易程度）僅次於銀。杰斐遜實驗室。
- 便士是僅從 1783 年到 1837 年。從 1837 年到 1857 年，便士由青銅製成（95% 為銅，其餘 5% 由錫和鋅製成）。 1857年，便士中銅的含量下降到88%（其餘12%是鎳）。 1864年，配方又恢復到原來的配方。 1962年，一便士的含量改為95%銅和5%鋅。從 1982 年至今，便士的成分為 97.5% 鋅和 2.5% 銅。
- 人們的飲食中需要銅。據該機構稱，這種金屬是一種必需的微量礦物質，對於形成紅細胞至關重要美國國家醫學圖書館。幸運的是，銅存在於多種食物中，包括穀物、豆類、土豆和綠葉蔬菜。
- 銅含量過多然而，這是一件壞事。短期內攝入高濃度的金屬會導致腹痛、嘔吐和黃疸（皮膚和眼白呈淡黃色，可能表明肝臟功能不正常）。長期接觸可能會導致貧血、抽搐和腹瀉等症狀，腹瀉通常是血性的，可能是藍色的。
- 有時，由於銅管陳舊，供水中的銅含量會增加。例如，2018 年 8 月，底特律的公立學校系統據該機構稱，由於水中銅和鐵含量過高，作為預防措施，公立學校關閉了所有飲用水。西雅圖時報。
- 銅具有抗菌特性殺死細菌、病毒和酵母菌根據《應用與環境微生物學》雜誌 2011 年的一篇論文，關於接觸。因此，銅甚至可以被編織成織物來製作抗菌服裝，例如。
- 據該機構稱，用於節育的某些類型的宮內節育器 (IUD) 中也含有銅。梅奧診所。銅線會產生對精子和卵子都有毒的炎症反應，以防止懷孕。任何醫療程序都存在副作用的風險。 （根據 2017 年發表在《自然》雜誌上的一篇文章，銅毒性似乎不是其中之一。醫學科學監測）。
目前的研究
銅的抗菌特性使其成為醫療領域流行的金屬。多家醫院已經嘗試用銅或銅合金覆蓋經常接觸的表面，例如床欄和呼叫按鈕，以減緩醫院獲得性感染的傳播。南卡羅來納醫科大學傳染病學教授兼醫院流行病學家卡桑德拉·薩爾加多（Cassandra Salgado）說，銅通過乾擾生物體細胞膜的電荷來殺死微生物。
2013年，薩爾加多領導的研究小組在三家醫院的重症監護病房（ICU）中測試了表面，將使用銅表面改造的房間與未使用銅改造的房間進行比較，這些銅表面附著在六個常見物體上，這些物體會受到很多人的操作。科學家發現，在傳統的病房（沒有銅表面的病房）中，12.3%的患者出現了耐甲氧西林等抗生素耐藥性感染。金黃色葡萄球菌(MRSA) 和萬古黴素耐藥腸球菌屬（VRE）。相比之下，在經過銅改造的房間中，只有 7.1% 的患者感染了其中一種潛在的毀滅性感染。
薩爾加多告訴《生活科學》雜誌：“我們知道，如果在病房裡放置銅，就會減少微生物負擔。” “我認為這已經被一次又一次地證明了。我們的研究是第一個證明這可能具有臨床益處的研究。”
除了銅之外，研究人員沒有改變 ICU 的其他條件。醫生和護士仍然洗手，清潔工作照常進行。研究人員於 2013 年在期刊上發表了他們的發現感染控制和醫院流行病學。根據 2017 年發表在《科學》雜誌上的一篇文章，薩爾加多和她的團隊還測試了聽診器上的銅襯裡美國感染控制雜誌，研究人員發現鍍銅聽診器上的細菌明顯減少。事實上，66% 的聽診器完全沒有細菌。進一步的研究正在繼續在其他醫療病房測試鍍銅的想法，特別是在患者比 ICU 更容易移動的區域。薩爾達戈說，還需要進行成本效益分析，權衡銅安裝的費用與通過預防昂貴的感染而節省的費用。
2020年，一項雙盲隨機對照試驗發現，與傳統敷料相比，用富銅繃帶包紮剖腹產傷口可以將腹腔內感染的風險降低80%。結果發表在歐洲婦產科和生殖生物學雜誌。
銅在電子產品中也發揮著巨大作用，由於其儲量豐富且價格低廉，研究人員正在努力將這種金屬集成到越來越多的尖端設備中。
事實上，銅可能有助於生產未來的電子紙、可穿戴生物傳感器和其他“軟”電子產品，澳大利亞莫納什大學化學工程教授程文龍說。程和他的同事使用銅納米線製造了一種“氣凝膠整體”，這種材料具有高度多孔性、非常輕且堅固，足以自行站立，類似於乾燥的廚房海綿。過去，這些氣凝膠整體是由金或銀製成的，但銅是一種更經濟的選擇。
通過將銅納米線與少量聚乙烯醇混合，研究人員創造了氣凝膠整體，可以變成一種可切片、可成型的導電橡膠。研究人員於 2014 年報告了他們的發現在 ACS Nano 雜誌上。程告訴《生活科學》雜誌，最終的結果可能是一個軟體機器人，或者是一個與彎曲皮膚完美融合的醫療傳感器。他和他的團隊目前正致力於用銅氣凝膠整體製造血壓和體溫傳感器——這是銅幫助監測人類健康的另一種方式。
物理學家也一直在對銅進行實驗。在 2014 年的一項實驗中，一大塊當研究人員將地球上的溫度冷卻至 6 毫開爾文，即高於絕對零（0 開爾文）的千分之六度時，地球上的溫度為 35.3 立方英尺。這是迄今為止最接近這種質量和體積的物質。
意大利國家核物理研究所的研究人員將 880 磅的重（400 公斤）銅立方體位於一個稱為低溫恆溫器的容器內，該容器專門設計用於使物品保持極冷。這是第一個低溫恆溫器或將物體保持在低溫下的裝置，能夠將物質保持在接近絕對零的水平。冰銅實驗是一個研究項目的一部分，該項目旨在研究稱為中微子的亞原子粒子，以及為什麼物質比中微子多得多。在宇宙中。
農業科學家也對銅感興趣。研究人員在康奈爾大學一直在研究銅缺乏對農作物，特別是小麥的影響。小麥是世界上最重要的主糧之一，銅缺乏會導致作物產量下降和作物肥力下降。
研究人員一直在研究植物如何吸收和處理銅。他們在小麥中發現了兩種蛋白質，AtCITF1 和 AtSPL7，這對於小麥生殖器官吸收和輸送銅至關重要。美國農業部。
早期測試表明，當土壤中富集銅和其他養分，然後被小麥吸收時，農作物產量可增加七倍之多。雖然人們知道銅和其他礦物質的知識對農作物的健康和肥力有益，但其具體方式和原因尚不清楚。關於銅為何有益以及它如何在植物生長和繁殖中發揮作用的知識可以進一步用於水稻、大麥和燕麥等作物，並可以將含有豐富礦物質的肥料（包括銅）引入這些作物到曾經不適合耕種的土壤中。
本文由 Live Science 撰稿人 Stephanie Pappas 於 2022 年 3 月 9 日更新。 《Live Science》撰稿人雷切爾·羅斯 (Rachel Ross) 的補充報導。
進一步閱讀
- 這美國癌症協會檢查了有關銅的研究，並聲稱它可能在預防或治療癌症方面發揮作用。
- 這環境保護局提供有關接觸高濃度銅以及家庭管道中銅腐蝕影響的信息。
- 托馬斯·杰斐遜國家加速器設施（杰斐遜實驗室）探索銅的歷史和用途。
參考書目
”銅：元素信息、屬性和用途。“ 英國皇家化學學會。訪問日期：2022 年 3 月 9 日。
”銅的健康益處和風險。“今日醫學新聞。2017 年 10 月更新。
”銅.”國家醫學圖書館。2022 年 3 月 9 日訪問。
