Jan 05, 2024 Eine Nachricht hinterlassen

Warum wird Niob als biophiles Metall bezeichnet?

Niobwurde 1801 vom englischen Chemiker Hatchett isoliert, der im British Museum in London ein Stück Eisenerz untersuchte, und das Metall wurde erstmals 1864 von einem Schweizer Chemiker durch Reduktion von Chloriden mit Wasserstoff hergestellt. Im Jahr 1951 wurde das Nomenklaturkomitee Die Internationale Vereinigung für Reine und Angewandte Chemie (IUPAC) hat beschlossen, die Verwendung von Niob als offiziellen Namen des Elements zu vereinheitlichen.

Niob wurde ursprünglich zur Herstellung von Glühfäden für Glühlampen verwendet, wurde jedoch bald durch Wolfram ersetzt, das einen höheren Schmelzpunkt hatte und sich besser für die Herstellung von Glühlampen eignete. In den 192{1}}er Jahren wurde entdeckt, dass Niob die Festigkeit von Stahl verbessern kann, und dies gab den Anstoß für die Verwendung von Niob im Bereich Eisen und Stahl; Tatsächlich erhöhte die Zugabe von nur 0,03-0,05 Prozent Niob zum Stahl die Streckgrenze des Stahls um 30 Prozent oder mehr. oder mehr. Die Zugabe von Niob verändert die Struktur des Eisens nicht, sondern verbindet sich mit dem Kohlenstoff, Stickstoff und Schwefel im Stahl und verändert so die Mikrostruktur des Stahls. Darüber hinaus verbessert Niob die Zähigkeit des Stahls, die Beständigkeit gegen Oxidation bei hohen Temperaturen und die Korrosionsbeständigkeit und senkt die Sprödigkeitsübergangstemperatur des Stahls, was zu guten Schweiß- und Umformeigenschaften führt.

Wissenschaftler von Bell Labs haben herausgefunden, dass Niob-Zinn-Legierungen auch in Umgebungen mit starken elektrischen und magnetischen Feldern ihre supraleitenden Eigenschaften beibehalten können, und dass Niob eine der höchsten kritischen Temperaturen aufweist, was Niob-Legierungen derzeit zu den wichtigsten supraleitenden Materialien macht.

Jemand hat einen Hochgeschwindigkeits-Schwebezug entworfen, in dessen Radteile supraleitende Magnete eingebaut sind, der aus niobhaltigen Legierungen besteht, die ein starkes und stabiles Magnetfeld erzeugen können, so dass der gesamte Zug auf der Strecke in einer Höhe von etwa 10 Zentimetern schweben kann Da es keine Reibung mehr zwischen Zug und Gleis mehr gibt und daher nur sehr wenig Energie benötigt, kann der Zug Geschwindigkeiten von mehr als 500 Kilometern pro Stunde erreichen. Supraleitende Materialien aus Niob und Titan wurden auch zur Herstellung eines Gleichstromgenerators verwendet, der klein, leicht und kostengünstig ist und 100-mal mehr Strom erzeugt als ein Generator gleicher Größe.

Niob spielt auch in der chirurgischen Medizin eine wichtige Rolle, weist eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf, interagiert nicht mit verschiedenen Flüssigkeiten im menschlichen Körper und schädigt biologisches Gewebe überhaupt nicht, ist an alle Sterilisationsmethoden anpassbar und kann z. B. mit organischen Geweben kombiniert werden lange Zeit und verbleibt harmlos im menschlichen Körper. So wurden Niobbleche zum Ausgleich von Schäden am Schädel, Niobdraht zum Vernähen von Nerven und Sehnen, Niobstreifen zum Ersatz gebrochener Knochen und Gelenke und Niobgarn oder Niobgeflecht aus Niobdraht zum Ausgleich eingesetzt für Muskeln, als wären sie auf echten Knochen gewachsen. Aus diesem Grund wird Niob auch als „biophiles Metall“ bezeichnet.

Niob hat eine äußere Valenzelektronenschicht mit 5 Elektronen und ist daher reich an Redoxeigenschaften. Seine Wertigkeit kann von -1 bis +5 reichen, und wenn die Valenzelektronenschicht vollständig entfernt wird, kommt ein äußerst sauerstofffreundlicher Kryptonitkern zum Vorschein, der als Halogenidkonverter, Oxidationsmittel usw. verwendet werden kann zur Aktivierung von Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen. Eine aktuelle Studie hat gezeigt, dass die stark oxidierenden Eigenschaften von fünfwertigem Niob zur Reinigung giftiger Gase genutzt werden können und dass selbst das gefürchtete Senfgas durch Niob-Saponit-Ton leicht in ungiftiges umgewandelt werden kann.

Im Jahr 2003 fanden die Österreicher auch schöne chemische Kunst mit Niob. Die Oberfläche des Niobmetalls kann durch Galvanisieren von Nioboxidfilmen brechende, funkelnde Oberflächen erhalten werden, und unterschiedliche Dicken des Films können auch unterschiedliche Farben erzeugen, so dass eine Vielzahl unterschiedlicher Farben entsteht Münzen, was den Sammlerwert dieser Münzen erhöht.
 

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