Aluminium: Det er ikke bare funnet i kjøleskapet pakket rundt uke-gamle matrester. Dette elementet er den nest mest tallrike metallisk element i jordskorpen etter silisium. Det brukes i brus bokser og annen emballasje, i fly og biler, og selv i den snazzy iPhone 6.
Aluminium ren bulk — 8% av jordskorpen, etter vekt, ifølge University of Wisconsin — gjør det enkelt å ta dette metallet for gitt. Men aluminium er lett (en tredjedel av vekten av stål eller kobber, i henhold til USA, Geologiske Undersøkelse) og lett å forme, brett og resirkulere. Det motstår korrosjon og står opp til gjentatt bruk.
Den morsomme ting om aluminium er at det ikke skal være så nyttig i det hele tatt. Metall faktisk oxidizes, eller mister elektroner, lett, samme type reaksjon som fører til jern til rust. Imidlertid, i motsetning til flakey jernoksid, produktet av denne reaksjonen, aluminium oksid, holder seg til den opprinnelige metall, skjerme det fra videre forfall, ifølge University of Wisconsin.,
Bare Fakta
- atomnummer (antall protoner i kjernen): 13
- Atomic Symbol (på den Periodiske Tabell over Elementene): Al
- atomvekt (gjennomsnitt massen av et atom): 26.9815386
- Tetthet: 2.70 gram per kubikk centimeter
- Fase i romtemperatur: Solid
- Smeltepunkt: 1,220.58 grader Fahrenheit (660.,32 grader Celsius)
- kokepunkt: 4,566 grader F (2,519 grader C)
- Antall isotoper (atomer av samme grunnstoff med et ulikt antall nøytroner): 22, en stabil
- vanligste isotoper: Al-27 (stabil) og Al-26 (radioaktive; half-life 730,000 år)
Mirakel metall
Aluminium former i stjerner i en fusjon reaksjon som magnesium plukker opp en ekstra proton, i henhold til Chemicool, en kjemi nettsted opprettet av David D. Hsu av Massachusetts Institute of Technology., Det er ikke funnet i ren form i naturen, men; i jordskorpen, aluminium forekommer hyppigst som et stoff som heter alum (kalium aluminium sulfat).
dansk apoteker Hans Christian Oersted første klarte å utvinne aluminium fra alum i 1825, i henhold til Thomas Jefferson National Accelerator Anlegget. Senere forskere raffinert prosessen for å kapre aluminium for alun, men var ikke i stand til å bringe prisen ned til praktisk nivåer., For flere tiår, aluminium var mer dyrebare enn gull: Napoleon III, den første presidenten av den franske Andre Republikk begynnelsen i 1848, stolt serveres hans mest ærede gjester bruke aluminium plater og bestikk, fordi det var et sjeldent metall, I henhold til Aluminium Association. Napoleon III også angivelig hadde en aluminium rangle laget for hans sønn, ifølge en 1911 artikkel i God Rengjøring Magazine.,
til Slutt, i 1886, en fransk ingeniør ved navn Paul Heroult og en Oberlin kjemi utdannet ved navn Charles Hall uavhengig oppfunnet en prosess som aluminium oksid er smeltet i cryolite (natrium-aluminium fluor) og utsatt for en elektrisk strøm, i henhold til American Chemical Society. Hall-Heroult prosessen er fortsatt brukes til å produsere aluminium i dag, sammen med Bayer-prosessen, som ekstrakter aluminium fra bauxitt malm, i henhold til ACS.,
Aluminium er bare stabil form er Al-27, og de fleste isotoper har halveringstid på bare noen millisekunder, noe som betyr at de er borte i mindre enn en blinking av øye. Men Al-26, aluminium lengste radioaktive isotopen, har en halveringstid på ca 730,000 år. Denne isotopen er funnet i star-forming regioner i galaksen, i henhold til en januar 2006 studie i tidsskriftet Nature. I den studien, NASA forskere brukt synlig innslag av Al-26 til pinpoint supernovas, eller stjerners eksplosjoner., Ved hjelp av disse Al-26 fingeravtrykk, forskere beregnet at en supernova oppstår hver 50 år, i gjennomsnitt, i melkeveien, og som hvert år, sju nye stjerner blir født.
Hvem visste?
- Aluminium er nok: I 2012, i henhold til det AMERIKANSKE Environmental Protection Agency (EPA), 1,9 millioner tonn aluminium ble produsert for beholdere og emballasje alene. En annen 1,7 millioner tonn gikk mot apparater, kjøretøy, deler og andre varige goder.,
- En enkelt Boeing-747 inneholder 147,000 pounds (mer enn 66000 kilo) av aluminium, i henhold til Chemicool.
- ikke prøv dette hjemme (med mindre du har en avtrekkshette). Aluminium pulver pluss jod pluss et par dråper vann skape ganske skjerm: Skyer av giftig lilla jod damp og så plutselig flamme. Reaksjonen er en demonstrasjon av hvordan reaktivt aluminium virkelig kan være.
- Resirkulere! Gjenvinning av aluminium krever bare 5 prosent av den energien som trengs for å trekke ut ny aluminium fra malm, i henhold til EPA., Som i 2012, om lag 55 prosent av aluminium drikke bokser gjort det i gjenvinning bin.
- toppen av Washington-Monumentet er dekket med en 8.9-tommers (22.6 centimeter) aluminium pyramiden. Aluminium cap opprinnelig fungerte som toppen av monumentet er lightning rod, selv om det måtte bli utvidet med kobber stenger når det ble klart at lokket alene kan ikke hindre skade, ifølge en 1995 artikkel i Journal of Mineraler, Metaller og Materialer Samfunnet.
- Det kan av coca-Cola har ikke blitt hyllevare for lang., I henhold til Aluminium Association, en aluminium kan tar så lite som 60 dager til å returnere som en ny kan etter gjenvinning.
- Trippy: Ca 75 prosent av alle aluminium noensinne laget er fortsatt i bruk, takk til gjenvinning, i henhold til Aluminium Association.
Aktuell forskning
Kanskje aluminium mest berømte utseende på nyere forskning scene var i 2011, da den spilte en rolle i den nobelprisen i Kjemi., Vinneren av premien, materialer forsker Dan Shechtman av Technion-Israel Institute of Technology, oppdaget quasicrystals, molekylære strukturer av ikke-repeterende mønstre. Materialet som Shechtman oppdaget disse quasicrystals var en blanding av mangan og aluminium.
Det er hundrevis av aluminium legeringer, eller blandes med andre metaller, på markedet, i henhold til Yuntian Zhu, en professor i materialer og ingeniørvitenskap ved North Carolina State University. Aluminium alene er lys, men svak, slik at andre metaller er lagt for å gi det mer muskler.,
Zhu og hans kolleger tok dette konseptet til en ekstrem, lage aluminium så sterk som stål, de er rapportert i en artikkel publisert i tidsskriftet Nature Communications i 2010. Ved å utsette aluminium blandet med litt magnesium og sink til ekstremt press, forskerne fant at de kunne mash korn av aluminium ned til nano-størrelse. Disse mindre korn la legering til å bevege seg, slik at det ikke blir sprø og fest som keramiske under press. Men bevegelsen er motvillig nok at materialet er fortsatt meget sterk.,
«Den nanostructure gjør det svært vanskelig for forvridning å flytte, men på samme tid, når du bruker en kraft som er høy nok, vil det tillate det å flytte,» Zhu fortalte Live Science.
i Dag, forskere kan bare gjøre små mengder av dette super-styrke aluminium legering på en gang, noe som betyr kommersielle programmer som ennå ikke er mulig.
i Mellomtiden, i Oregon, forskere bruker cutting-edge teknologi for å studere vandig aluminium eller aluminium forbindelser dannet i vann, spesielt aluminium og nitrogenoksider., Aluminium-og nitrogenoksider er forbindelser som inneholder både aluminium og oksygen.
«Aluminium oksid, spesielt i filmen form, er brukt i mange forskjellige bransjer,» sa Douglas Keszler, direktør for Senter for Bærekraftige Materialer Kjemi ved Oregon State University. Disse filmene å gjøre en god ripebestandig, korrosjonsbestandig barrierer; aluminium oksider er også brukt i vannbehandling for å fremskynde ut små partikler, Keszler fortalte Live Science.,
Keszler og hans team jobber med å analysere blekk-liknende løsninger som kan varmes opp og tørket i aluminium oksid filmer.
«Vi har ikke den kjemiske teknikker som gjør oss samtidig, med slike løsninger, for å identifisere både sammensetning og struktur, den molekylære strukturen av hva som er i løsningen,» Keszler sa. «Så hva vi har gjort, er å ta noen splitter nye laser teknikker og kombinert med høy effekt beregninger for å være i stand til å samtidig utlede sammensetning og struktur.,»
Når de forstår løsninger, Keszler sagt, forskerne kan få bedre kontroll over prosessen med å produsere film — og lær å gjøre dem på energi-effektive måter. Akkurat nå, laget er mest glade i å bruke filmene for electron tunneling. Ved sandwiching en veldig ren aluminium oksid film mellom to elektroder, Keszler sagt, forskerne er svært nær å få elektroner til å hoppe fra en elektrode til den andre uten noen gang å arbeide med film: «Egentlig, umiddelbar overføring fra en elektrode til den andre,» Keszler sa.,
Dette elektron-tunneling enheten kan bli brukt som en billig og enkel bryter, Keszler sa.
Ekstra ressurser
- Her er en inne til å se på hvorfor aluminium koster kanskje mer enn det burde — en undersøkende rapport fra the New York Times på de oppblåste prisene på aluminium.
- ta en Titt under panseret på en iPhone og finne ut hvilke kjemiske elementer, for eksempel aluminium, gjør smarttelefonen hake i denne videoen er produsert av American Chemical Society.
- Dette er Discovery channel video gir en visuell se på hvordan aluminiumsbokser blir resirkulert.,
- Visste du at sci-fi-forfatteren Jules Verne skrev om en aluminium plass rakett i sin roman «Reisen til Månen» — Finn ut mer historiske fakta om aluminium i Aluminium Association nettside.
Følg Live Science @livescience, Facebook & Google+.