Faits sur lYttrium

Mas Subramanian, professeur de science des matériaux à lOregon State University, est daccord. « Dans tous ces cas, lyttrium est utilisé pour stabiliser les structures. » Subramanian et son équipe de lOSU ont combiné lyttrium avec de lindium et du manganèse pour former un pigment bleu vif appelé YinMn Blue. « Le manganèse est vraiment ce qui lui a donné de la couleur, mais lyttrium a aidé à maintenir la structure ensemble », a-t-il déclaré à Live Science.

Juste les faits

• Numéro atomique (nombre de protons dans le noyau): 38
• Symbole atomique (sur le tableau périodique des éléments): Y
• Masse atomique: 88.906
• Point de fusion: 2772 Fahrenheit (1522 Celsius)
• Point débullition: 6 053 F (3 345 C)
• Densité: 4,47 grammes par centimètre cube
• État à température ambiante: solide

Histoire

En 1787, un lieutenant de larmée suédoise et chimiste à temps partiel nommé Carl Axel Arrhenius découvrit une roche noire inhabituelle en explorant une carrière près dYtterby, une petite ville près de la capitale suédoise, Stockholm. Pensant avoir découvert une nouvelle minéral contenant du tungstène, Arrhenius a envoyé le spécimen à Johan Gadolin, un minéralogiste et chimiste en Finlande, pour analyse.

Gadolin a isolé lyttrium dans le minéral, qui a ensuite été nommé gadolinite en son honneur. Yttrium a été nommé pour Ytterby.

En 1843, un chimiste suédois du nom de Carl Gustaf Mosander a étudié des échantillons dyttrium et a découvert quils contenaient trois oxydes. À lépoque, ils étaient appelés yttria, erbia et terbia. Ils sont maintenant connus sous le nom doxyde dyttrium blanc, loxyde de terbium jaune et loxyde derbium rose, respectivement. Un quatrième oxyde, loxyde dytterbium, a été identifié en 1878.

Sources dyttrium

Bien que lyttrium ait été découvert en Scandinavie, il est beaucoup plus abondant dans dautres pays. La Chine, la Russie, lInde, la Malaisie et lAustralie sont les principaux producteurs dyttrium. En avril 2018, des scientifiques ont découvert ce quils pensent être un gisement massif de métaux des terres rares, y compris lyttrium, sur une petite île japonaise appelée lîle de Minamitori.

Lyttrium se trouve dans la plupart des minéraux des terres rares, mais na jamais été découvert dans la croûte terrestre en tant quélément autonome. Les roches lunaires rassemblées lors des missions Apollo sur la lune contiennent de lyttrium. Le corps humain contient également de lyttrium en quantités infimes, généralement concentrés dans le foie, les reins et les os.

Utilisations de lyttrium

Avant lère des téléviseurs à écran plat, les téléviseurs contenaient de grands tubes cathodiques, qui étaient de grands tubes en verre qui projetait des images sur lécran. Loxyde dyttrium, dopé avec lélément europium, a fourni la couleur rouge sur des millions de téléviseurs couleur.

Loxyde dyttrium (yttria) est ajouté à loxyde de zirconium (zircone) pour faire un alliage qui stabilise la structure cristalline de la zircone, qui change habituellement avec la température. « Essentiellement, lyttria se verrouille dans la structure cubique de la zircone, créant une céramique dune ténacité exceptionnellement élevée qui convient à une utilisation à des températures très élevées », a déclaré Gambogi. « Ce type de céramique est utilisé dans une variété dapplications, de lélectronique aux revêtements de barrière thermique sur les moteurs à réaction aux implants médicaux. »

Les grenats synthétiques fabriqués avec un composite yttrium-aluminium étaient couramment vendus dans les années 1970 sous forme de simulation diamants et autres pierres précieuses, mais ils ont finalement cédé la place à la zircone cubique, a déclaré Gambogi. De nos jours, les grenats à yttrium et aluminium (YAG) sont utilisés comme cristaux qui amplifient la lumière dans les lasers industriels. Les grenats de fer yttrium sont utilisés pour les filtres micro-ondes, ainsi que dans les radars et les technologies de communication.

« Bien que lyttrium se trouve dans une multitude dapplications, les utilisations finales les plus importantes sont la céramique et les phosphores », a déclaré Gambogi à Live Science. « Des quantités moindres sont utilisées dans la métallurgie, le polissage du verre et les additifs, et les catalyseurs.… Il existe également une multitude dapplications électroniques, mais les capteurs doxygène sont une utilisation particulièrement importante. »

Lyttrium est largement utilisé pour produire des phosphores qui sont utilisés dans les téléphones portables et les écrans daffichage plus grands ainsi que léclairage général. Lyttrium dans les phosphores rouges dans les tubes de télévision couleur a conduit à une utilisation généralisée dans les années 1960 et 1970. Les tubes fluorescents (linéaires et compacts) utilisent beaucoup plus dyttrium par watt que les ampoules LED.

Lisotope radioactif yttrium-90 est utilisé en radiothérapie pour traiter le cancer du foie et certains autres cancers.

Recherche actuelle

Subramanian a déclaré que lyttrium était plus facile à travailler et moins cher que de nombreux autres éléments. Par exemple, les chercheurs utilisent lyttrium au lieu du platine beaucoup plus cher pour développer des piles à combustible.Des scientifiques de lUniversité de technologie Chalmers et de lUniversité technique du Danemark utilisent lyttrium et dautres métaux des terres rares sous forme de nanoparticules, ce qui pourrait un jour éliminer le besoin de combustibles fossiles et améliorer lefficacité des voitures à batterie.

La recherche sur la supraconductivité à base dyttrium se poursuit dans le monde entier. Des percées sont en cours dans les trains de lévitation et les scans dimagerie par résonance magnétique (IRM) dans les soins de santé. En 1987, lorsque des chercheurs de lUniversité de Houston cherchaient un métal qui faciliterait la supraconductivité à haute température, ils se sont tournés vers lyttrium. La supraconductivité à haute température avait été limitée à moins 420 degrés Fahrenheit (moins 251 Celsius). Le physicien Paul Chu et son équipe de lUniversité de Houston ont découvert quun composé doxyde dyttrium, de baryum et de cuivre (connu sous le nom dYttrium 123) pouvait faciliter la supraconductivité à environ moins 300 degrés F (moins 184,4 degrés C). Ils avaient créé un matériau qui pourrait être refroidi avec de lazote liquide, ce qui réduirait considérablement le coût des futures applications de supraconductivité.

Subramanian travaille avec des entreprises de peinture et de plastique pour développer davantage dutilisations du bleu YinMn. Les utilisations potentielles sont dues en grande partie aux propriétés uniques de lyttrium. « Cest un élément plus léger, donc vous pouvez avoir plus de volume sans ajouter de poids », dit-il. «Cest très utile pour la peinture. LYttrium est un élément incroyable. «