alumiinista: sitä ei löydy vain jääkaapista käärittynä viikon vanhojen tähteiden ympärille. Tämä alkuaine on maankuoren toiseksi runsain metallielementti piin jälkeen. Sitä käytetään limsatölkeissä ja muissa pakkauksissa, lentokoneissa ja autoissa ja jopa siinä sähäkässä iPhone 6: ssa.
Alumiini on silkkaa bulk — noin 8 prosenttia maankuoren painon, mukaan University of Wisconsin — tekee siitä helppo ottaa tämä metalli itsestäänselvyytenä. Mutta alumiini on kevyt (kolmannes teräksen tai kuparin painosta, Yhdysvaltain mukaan., Geologinen tutkimus) ja helppo muotoilla, taittaa ja kierrättää. Se kestää korroosiota ja kestää toistuvaa käyttöä.
hassua alumiinissa on se, että sen ei pitäisi olla niin hyödyllinen ollenkaan. Metalli itse asiassa hapettuu eli menettää elektroneja helposti samantyyppisen reaktion, joka saa raudan ruostumaan. Kuitenkin, toisin kuin flakey rautaoksidi, tuote tämän reaktion, alumiinioksidi, tarttuu alkuperäinen metalli, joka suojaa sitä edelleen rappeutuminen, mukaan University of Wisconsin.,
Vain Tosiasiat
- Atomi Numero (protonien lukumäärä tumassa): 13
- Atomi Symboli (Jaksollisen Elementtejä): Al
- Atomi Paino (keskimääräinen massa atomin): 26.9815386
- Tiheys: 2.70 grammaa per kuutiosenttimetri
- Vaihe huoneenlämmössä: Kiinteä
- Sulamispiste: 1,220.58 astetta Fahrenheit (660.,32 astetta)
- Kiehumispiste: 4,566 astetta F (2,519 astetta C)
- Useita isotooppeja (atomeja saman elementin eri määrä neutroneja): 22, yksi vakaa
- yleisin isotoopit: Al-27 (vakaa) ja Al-26 (radioaktiivisten; half-life 730,000 vuotta)
Ihme metallia
Alumiini muotoja tähdet fuusioreaktio, jossa magnesiumia poimii ylimääräinen protoni, mukaan Chemicool, kemian sivuston luoma David D. Hsu Massachusetts Institute of Technology., Se ei löydy puhtaassa muodossa luonnossa, kuitenkin; maankuoren, alumiini esiintyy useimmin kuin yhdiste nimeltään aluna (kalium alumiini sulfaatti).
tanskan kemisti Hans Christian Ørsted ensimmäinen onnistunut pura alumiini aluna vuonna 1825, mukaan Thomas Jefferson National Accelerator Laitos. Myöhemmin tutkijat hienostunut prosessi wresting alumiini aluna, mutta eivät voineet tuoda hintaa alas käytännön tasolle., Vuosikymmeniä, alumiini oli enemmän arvostettuja kuin kulta: Napoleon III, ensimmäinen presidentti ranskan Toisen Tasavallan alussa vuonna 1848, ylpeänä palvellut hänen useimmat kunnia vieraille käyttäen alumiini levyt ja ruokailuvälineet, koska se oli niin harvinainen metalli, mukaan Alumiini Association. Napoleon III: n kerrotaan myös teettäneen pojalleen alumiininen helistin Good Housekeeping-lehden vuonna 1911 julkaistun artikkelin mukaan.,
Lopulta, vuonna 1886, ranskalainen insinööri nimeltä Paul Heroult ja Oberlin kemian jatko nimeltä Charles Hall toisistaan riippumatta keksivät prosessi, jossa alumiini oksidi on sulanut kryoliitti (natrium alumiini-fluoridi) ja alistettiin sähkövirta, mukaan American Chemical Society. Hall-Heroult-prosessilla tuotetaan edelleen alumiinia nykyään yhdessä Bayerin prosessin kanssa, joka ottaa alumiinia BAUKSIITTIMALMISTA ACS: n mukaan.,
Alumiini on vain vakaa muoto on Al-27, ja useimmat isotooppien puoliintumisaika pelkän millisekuntia, eli ne ovat menneet alle silmänräpäyksessä. Al-26: n, alumiinin pitkäikäisimmän radioaktiivisen isotoopin, puoliintumisaika on kuitenkin noin 730 000 vuotta. Tätä isotooppia esiintyy galaksin tähdenmuodostusalueilla tammikuussa 2006 julkaistun Nature-lehden tutkimuksen mukaan. Tutkimuksessa Nasan tutkijat käyttivät Al-26: n havaittavia purkauksia supernovien eli tähtiräjähdysten paikantamiseen., Näiden Al-26-sormenjälkien avulla tutkijat arvioivat, että Linnunradan galaksissa tapahtuu keskimäärin 50 vuoden välein supernova, ja joka vuosi syntyy seitsemän uutta tähteä.
Kuka tiesi?
- alumiinia on runsaasti: vuonna 2012 Yhdysvaltain ympäristönsuojeluviraston (EPA) mukaan pelkästään kontteja ja pakkauksia varten valmistettiin 1,9 miljoonaa tonnia alumiinia. Toiset 1,7 miljoonaa tonnia menivät laitteisiin, ajoneuvon osiin ja muihin kestotavaroihin.,
- yhden Boeing-747 sisältää 147,000 puntaa (yli 66000 kiloa) alumiini, mukaan Chemicool.
- Älä kokeile tätä kotona (ellei sinulla ole vetokaapissa). Alumiinijauhe ja jodi sekä muutama tippa vettä luovat melkoisen näytön: pilvet myrkyllistä violettia jodihöyryä ja sitten äkillistä liekkiä. Reaktio on osoitus siitä, miten reaktiivinen alumiini voi oikeasti olla.
- Kierrätä! Alumiinin kierrätys vie EPA: n mukaan vain 5 prosenttia uuden alumiinin louhimiseen malmista tarvittavasta energiasta., Vuonna 2012 noin 55 prosenttia alumiini juomatölkkejä teki sen kierrätykseen.
- Washingtonin monumentin yläpäässä on 8,9 tuuman (22,6 senttimetrin) alumiinipyramidi. Alumiini cap aluksi toimi apex-muistomerkki on ukkosenjohdatin, vaikka sen piti olla täydennetty kupari tangot, kun se tuli selväksi, että ymp: n yksin voinut estää vahinkoa, mukaan 1995 artikkelin Lehdessä, Mineraalit, Metallit ja Materiaalit Yhteiskunnassa.
- että tölkki kokista ei välttämättä ole ollut pitkään pois hyllyltä., Mukaan Alumiini Association, alumiini voi kestää niin vähän kuin 60 päivää aikaa palauttaa uutena voi kierrätyksen jälkeen.
- Trippy: Alumiiniliiton mukaan noin 75 prosenttia kaikesta koskaan valmistetusta alumiinista on edelleen käytössä kierrätyksen ansiosta.
Nykyinen tutkimus
Ehkä alumiini kuuluisin ulkonäkö viimeaikaisen tutkimus-kohtaus oli vuonna 2011, kun se rooli Nobelin Kemian., Palkinnon voittaja, materiaalitutkija Dan Shechtman Technion-Israel-teknologiainstituutista löysi kvasicrystaaleja, molekyylirakenteita ei-toistuvista kuvioista. Materiaali, jossa Shechtman löysi nämä kvasicrystals oli sekoitus mangaania ja alumiinia.
On olemassa satoja alumiini-lejeeringit tai seokset muiden metallien, markkinoilla, mukaan Yuntian Zhu, professori materiaalit ja engineering science North Carolina State University. Pelkkä alumiini on kevyttä mutta heikkoa, joten siihen lisätään muita metalleja, jotka antavat sille lisää lihasta.,
Zhu kollegoineen vei tämän konseptin äärimmilleen, luoden alumiinia yhtä vahvana kuin teräs, he kertoivat Nature Communications-lehdessä vuonna 2010 julkaistussa lehdessä. Alistamalla alumiini sekoittaa hieman magnesiumia ja sinkkiä voimakas paine, tutkijat huomasivat, että he voisivat mash jyvät alumiini alas nano-kokoa. Nämä pienemmät jyvät antavat seoksen liikkua, jotta se ei haurastu ja napsahtaa kuin keraaminen paineen alla. Liike on kuitenkin sen verran vastahakoinen, että materiaali pysyy hyvin vahvana.,
”Se nanostructure tekee siitä erittäin vaikea sijoiltaan liikkua, mutta samaan aikaan, kun sovelletaan voima, joka on riittävän korkea, se ei anna sen liikkua,” Zhu kertoi Live Science.
tällä Hetkellä, tutkijat voivat vain tehdä pieniä määriä tätä super-vahvuus alumiini kerrallaan, eli kaupallisia sovelluksia ei vielä ole mahdollista.
Samaan aikaan, Oregon, tutkijat käyttävät huipputeknologiaa opiskella vesipitoiset alumiini tai alumiini-yhdisteitä muodostuu vettä, erityisesti alumiinin oksideja., Alumiinioksidit ovat yhdisteitä, jotka sisältävät sekä alumiinia että happea.
”Alumiini-oksidi, erityisesti elokuvan muodossa, käytetään paljon eri teollisuuden aloilla”, sanoi Douglas Chantry, johtaja Center for Sustainable Materials Chemistry Oregon State University. Nämä elokuvat tekevät hyvää scratch-kestävä, korroosionkestävä esteitä; alumiini oksidien käytetään myös veden käsittely sakka pois pieniä hiukkasia, Chantry kertoi Live Science.,
Keszler tiimeineen pyrkii analysoimaan musteen kaltaisia ratkaisuja, joita voidaan kuumentaa ja kuivata alumiinioksidikalvoiksi.
”Meillä ei ole kemiallisia tekniikoita, joiden avulla voimme samanaikaisesti, tällaisia ratkaisuja, tunnistaa sekä koostumus ja rakenne, molekyylien rakenne, mikä on ratkaisu,” Chantry sanoi. ”Niin, mitä olemme tehneet, on ottaa joitakin upouusi laser tekniikoita ja yhdistää, että korkea-teho laskelmat pystyä samanaikaisesti päätellä, koostumus ja rakenne.,”
Kun he ymmärtävät ratkaisuja, Chantry sanoi, tutkijat voivat paremmin valvoa prosessia tuottaa elokuvia, ja oppia tekemään niitä energiaa säästäviä tapoja. Juuri nyt tiimi on innoissaan elokuvien käyttämisestä elektronitunnelointiin. Kerrostamalla erittäin puhtaan alumiinin oksidikerros välillä kaksi elektrodia, Chantry sanoi, että tutkijat ovat hyvin lähellä saada elektronit hypätä yhdestä elektrodin toiselle ilman koskaan vuorovaikutuksessa elokuva: ”Pohjimmiltaan, hetkellinen siirto yksi elektrodi muut,” Chantry sanoi.,
tätä elektronitunnelointilaitetta voisi käyttää halpana ja yksinkertaisena kytkimenä, Keszler sanoi.
lisäresursseja
- Tässä on sisäpiirin tarkastella, miksi alumiini maksaa ehkä enemmän kuin se olisi — tutkiva raportti New York Times paisuttivat hinta alumiini.
- Katso konepellin alle iPhone ja selvittää, mitä alkuaineita, kuten alumiinia, tehdä älypuhelin rasti tämä video on tuotettu American Chemical Society.
- tämä Discovery Channelin video antaa visuaalisen kuvan siitä, miten alumiinipurkkeja kierrätetään.,
- tiesitkö, että sci-fi-kirjailija Jules Verne kirjoitti alumiini tilaa raketti hänen romaanin ”Matka Kuuhun” — lue lisää historiallisia faktoja alumiini tällä Alumiini Association verkkosivuilla.
– Seuraa Live Science @livescience, Facebook & Google+.