Fakta o Yttriu

Mas Subramanian, profesor vědy o materiálech na Oregonské státní univerzitě, souhlasil. „Ve všech těchto případech se yttrium používá ke stabilizaci struktur.“ Subramanian a jeho tým na OSU spojili ytrium s indiem a manganem za vzniku živého modrého pigmentu zvaného YinMn Blue. „Mangan mu dal barvu, ale yttrium pomohlo udržet strukturu pohromadě,“ řekl Live Science.

Jen fakta

• atomové číslo (počet protonů v jádro): 38
• Atomový symbol (na Periodické tabulce prvků): Y
• Atomová hmotnost: 88,906
• Bod tání: 2772 Fahrenheita (1522 Celsia)
• Bod varu: 6045 ° F (3345 ° C)
• Hustota: 4,47 gramu na kubický centimetr
• Stav při pokojové teplotě: pevná látka

Historie

V roce 1787 objevil poručík švédské armády a chemik na částečný úvazek Carl Axel Arrhenius neobvyklou černou skálu při průzkumu lomu poblíž Ytterby, malého města poblíž švédského hlavního města Stockholmu. Myslel si, že objevil nový minerál obsahující wolfram, poslal Arrhenius vzorek k analýze finskému mineralogovi a chemikovi Johanovi Gadolinovi.

Gadolin izoloval ytrium uvnitř minerálu, který byl později na jeho počest pojmenován gadolinit. Ytterby.

V roce 1843 švédský chemik Carl Gustaf Mosander studoval vzorky yttria a zjistil, že obsahují tři oxidy. V té době se jim říkalo yttria, erbia a terbia. Nyní se jim říká bílý oxid yttritý, žlutý oxid terbitý, respektive růžově zbarvený oxid erbiový. Čtvrtý oxid, oxid yterbitý, byl identifikován v roce 1878.

Zdroje yttria

Ačkoli bylo yttrium objeveno ve Skandinávii, v jiných zemích je mnohem hojnější. Čína, Rusko, Indie, Malajsie a Austrálie jsou předními producenty yttria. V dubnu 2018 vědci objevili to, co považují za masivní ložisko kovů vzácných zemin, včetně yttria, na malém japonském ostrově zvaném Minamitori Island.

Ytrium lze nalézt ve většině minerálů vzácných zemin, ale nikdy nebylo objeveno v zemské kůře jako volně stojící prvek. Měsíční kameny shromážděné během misí na Měsíci Apollo obsahují ytrium. Lidské tělo také obsahuje ytrium v malém množství, obvykle koncentrovaný v játrech, ledvinách a kostech.

Použití yttria

Před érou televizorů s plochou obrazovkou obsahovaly televizory velké katodové trubice, což byly velké skleněné trubice který promítal obrazy na obrazovku. Oxid yttritý, dotovaný prvkem europium, poskytoval červenou barvu na milionech barevných televizních přijímačů.

Oxid yttritý (yttria) se přidává k oxidu zirkoničitému (zirkoničitý) slitina, která stabilizuje krystalovou strukturu oxidu zirkoničitého, která se obvykle mění s teplotou. “V zásadě yttria blokuje kubickou strukturu oxidu zirkoničitého a vytváří tak keramiku s výjimečně vysokou houževnatostí, která je vhodná pro použití při velmi vysokých teplotách, “uvedl Gambogi. „Tento typ keramiky se používá v nejrůznějších aplikacích, od elektroniky přes povlaky tepelné bariéry na proudových motorech až po lékařské implantáty.“

Syntetické granáty vyrobené z kompozitu yttrium-hliník se běžně prodávaly v 70. letech 20. století podle simulace diamanty a jiné drahé kameny, ale nakonec ustoupily kubickému zirkonu, řekl Gambogi. V dnešní době se yttria hliníkové granáty (YAG) používají jako krystaly, které zesilují světlo v průmyslových laserech. Železné granáty z yttria se používají pro mikrovlnné filtry i pro radarové a komunikační technologie.

„Ačkoli se ytrium vyskytuje v mnoha aplikacích, největším konečným použitím je keramika a fosfor, “řekl Gambogi pro Live Science. „Menší množství se používá v metalurgii, leštění skla a přísadách a katalyzátorech.… Existuje také mnoho elektronických aplikací, ale obzvláště důležité jsou kyslíkové senzory.“

K výrobě fosforu je široce používán ytrium. které se používají v mobilních telefonech a na větších obrazovkách i v obecném osvětlení. Yttrium v červených fosforech v barevných televizních trubicích vedlo k širokému použití v 60. a 70. letech. Zářivky (lineární a kompaktní) používají podstatně více yttria na watt než LED žárovky.

Radioaktivní izotop yttrium-90 je používá se v radiační terapii k léčbě rakoviny jater a některých dalších druhů rakoviny.

Současný výzkum

Subramanian uvedl, že s yttriem je snazší pracovat a je levnější než s mnoha jinými prvky. Například vědci používají ytrium místo mnohem dražší platiny k vývoji palivových článků.Vědci z Chalmers University of Technology a Technical University of Denmark používají ytrium a další kovy vzácných zemin ve formě nanočástic, což může jednoho dne eliminovat potřebu fosilních paliv a zvýšit účinnost aut na baterie.

Výzkum supravodivosti na bázi ytria pokračuje po celém světě. Objevují se průlomy v levitačních vlacích a skenování magnetickou rezonancí (MRI) ve zdravotnictví. V roce 1987, když vědci z University of Houston hledali kov, který by usnadňoval supravodivost při vysokých teplotách, obrátili se na ytrium. Vysokoteplotní supravodivost byla omezena na minus 420 stupňů Fahrenheita (minus 251 Celsia). Fyzik Paul Chu a jeho tým na univerzitě v Houstonu zjistili, že sloučenina yttria, baria a oxidu měďnatého (známá jako Yttrium 123) může usnadnit supravodivost při minus 300 ° F (minus 184,4 ° C). Vytvořili materiál, který by mohl být chlazen kapalným dusíkem, což by výrazně snížilo náklady na budoucí aplikace supravodivosti.

Subramanian spolupracuje se společnostmi zabývajícími se barvami a plasty na vývoji dalšího využití modré YinMn. Potenciální využití je z velké části způsobeno jedinečnými vlastnostmi yttria. „Je to lehčí prvek, takže můžete mít větší objem bez přidání váhy,“ řekl. „To je velmi užitečné pro malování. Yttrium je úžasný prvek. “