Fakty o Borze

Bor jest pierwiastkiem wielozadaniowym. To kluczowy składnik odżywczy dla roślin, ważny składnik w przemyśle jądrowym i główny składnik dziwacznego płynu zwanego oobleck.

Bor, znajdujący się obok węgla na układzie okresowym pierwiastków, jest metaloidem, substancją o właściwościach zarówno metalicznych, jak i niemetalicznych. To skomplikowany element, jak powiedział profesor Uniwersytetu Stony Brook Artem Oganov w New York Times w 2009 roku.

„Bor jest elementem prawdziwie schizofrenicznym” – powiedział Oganow. „To element kompletnej frustracji., Nie wie, co chce zrobić. Wynik jest czymś strasznie skomplikowanym.”

związki boru, szczególnie boraks, były używane przez ludzi od tysięcy lat, według Chemicool. Boraks (tetraboran sodu) tworzy się naturalnie podczas parowania niektórych słonych jezior, według AZoM, internetowej witryny referencyjnej dla środowiska inżynierii i Nauki o materiałach. W VIII wieku n. e.boraks był eksportowany z tybetańskich jezior wzdłuż jedwabnego szlaku do użytku przez arabskich Złotników i Złotników; był również używany do produkcji glazury ceramicznej w Chinach.,

ci pierwsi używają echa w nazwie boraksu (i ostatecznie boru): słowo pochodzi od arabskiego „buraq” lub białego. Jednak sam pierwiastek został wydobyty dopiero w 1808 roku, według Royal Society of Chemistry. Nawet wtedy chemicy nie byli w stanie uzyskać czystej formy boru. Cel ten został osiągnięty dopiero sto lat później, w 1909 roku, kiedy amerykański chemik Ezekiel Weintraub wyizolował 99% czystego boru.,

tylko fakty

według Jefferson Lab, właściwości boru są:

• liczba atomowa (liczba protonów w jądrze): 5
• symbol atomowy (w układzie okresowym pierwiastków): B
• masa atomowa (średnia masa atomu): 10.81
• gęstość: 2.,37 gramów na centymetr sześcienny
• Faza w temperaturze pokojowej: gleba
• temperatura topnienia: 3,767 stopni Fahrenheita (2,075 stopni Celsjusza)
• temperatura wrzenia: 7,232 stopni F (4,000 stopni C)
• liczba izotopów (atomów tego samego pierwiastka z inną liczbą neutronów): 6
• najczęstsze izotopy: B-10 (naturalna obfitość 19,9 procent) i B-11 (naturalna obfitość 80.,1 procent)

Ooky oobleck

jako część boraksu bor jest bardzo powszechny element gospodarstwa domowego, który znajduje się w wielu detergentach. (Pro wskazówka: roztwór cukru boraksowego zabije również mrówki!) Jest również w przepisie na Goop Oobleck, ciecz o bardzo dziwnych właściwościach. Mieszanina roztworu boraksu i płynnego kleju tworzy substancję, która jest płynna, gdy jest wylana, ale stała, gdy jest pod ciśnieniem., Oobleck jest płynem nienowotworowym, co oznacza, że jego lepkość zależy od przyłożonej do niego siły ścinającej. Klej i oobleck łączą się, tworząc długie, cienkie cząsteczki polimeru. „Dotknięcie” lub silne ciśnienie wymusza cząsteczki w płynie razem, tworząc ciało stałe. Powolny ruch, taki jak nalewanie lub delikatne szturchanie, pozwala cząsteczkom przepływać przeciwko sobie, dzięki czemu oobleck zachowuje się jak płyn. Ta sama koncepcja sprawia, że Silly Putty jest w stanie płynąć i odbijać się. (Oobleck może być również wykonany z mieszaniny skrobi kukurydzianej i wody.)

ale Bor to nie tylko zabawa i gry., Izotop Bor-10 doskonale absorbuje neutrony. Jest to niezwykle przydatne w przypadku rozszczepienia jądrowego, które jest napędzane przez ostrożne neutrony rozbijające Atomy uranu. Kluczem do tego procesu jest zrównoważenie go tak, że każde zdarzenie rozszczepienia wyzwala tylko jedno zdarzenie rozszczepienia; w przeciwnym razie reakcje przyspieszają jak uciekający pociąg i reaktor mówi się, że stanie się nadkrytyczny. Wszędzie złe wieści.

aby utrzymać reakcje jądrowe w równowadze, reaktory są wyposażone w urządzenia zwane prętami kontrolnymi, często wykonane z boru lub innych pierwiastków, zgodnie z USA., Nuclear Regulatory Commission. Bor pochłania nadmiar neutronów, zapobiegając ich przenikaniu do zbyt wielu atomów uranu.

kto by pomyślał?

• Bor mógł być kluczem do ewolucji życia na Ziemi. Element stabilizuje rybozę, część RNA, samoskładającą się cząsteczkę, która mogła poprzedzać DNA. (Wirusy to zasadniczo wędrujące nici RNA.) Badanie z czerwca 2014 roku wykazało, że BOR jest obecny w najstarszych skałach na Ziemi, które sięgają 3,8 miliarda lat wstecz. Badania te dowodzą, że wczesna ziemia miała składniki potrzebne do budowy RNA.,
• a może ten pierwszy RNA dostał swój BOR z kosmosu. Badanie z 2013 roku wykazało, że meteoryt marsjański, który wylądował na Antarktydzie, zawierał 10 razy więcej boru niż jakikolwiek pozaziemski obiekt wcześniej mierzony.
• BOR, w swojej krystalicznej postaci, jest drugim najtwardszym pierwiastkiem po węglu (w postaci diamentu), według Chemicool.
• w przeciwieństwie do wielu pierwiastków, które tworzą się w reakcjach termojądrowych wewnątrz gwiazd, Bor uformował się po Wielkim Wybuchu w procesie zwanym spalalacją promieniowania kosmicznego. Podczas tego procesu zderzające się promienie kosmiczne rozdzielają jądra atomów, powodując rozszczepienie.,

aktualne badania

Boron nie ma zbyt wiele popkulturowego cachetu, ale nauka ma wiele do powiedzenia na temat tego zaskakująco intrygującego elementu. Na przykład biolodzy roślin od dawna wiedzą, że bez boru rośliny nie rosną. Pierwiastek jest niezbędnym składnikiem odżywczym.

Ale dlaczego? Nikt nie wiedział aż do sierpnia 2014, kiedy naukowcy z University of Missouri ferreted out odpowiedź. Bor, jak odkryli, ma kluczowe znaczenie dla komórek macierzystych roślin., Części rośliny zwane meristemami zbudowane są z komórek macierzystych, które same w sobie są zdolne do powstania wszystkich różnych komórek tworzących roślinę. Bez boru te merystemy więdną-poinformowali naukowcy w czasopiśmie Plant Cell. We wschodnich Stanach Zjednoczonych rolnicy muszą uzupełniać glebę borem, aby zwiększyć plony.

bor może być również dobrodziejstwem technologii. W lipcu 2014 roku naukowcy odkryli pierwszy Bor „buckyball”, cagelike struktury podobne do piłki nożnej w kształcie węgla buckyball często używane w nanotechnologii., Nanostruktury węgla (znane jako fulereny) zostały po raz pierwszy odkryte w latach 80.i wywołały falę badań w poszukiwaniu innych intrygujących gromad atomów.

„Jeśli spojrzeć na główne elementy grupy, nie ma lepszego miejsca do rozpoczęcia niż BOR”, powiedział Lai-Sheng Wang, chemik z Brown University, który odkrył pierwszy Bor buckyball. Atomy boru silnie wiążą się ze sobą, Wang powiedział żywej nauce, a pierwiastek ma bardzo wysoką temperaturę topnienia. To ciężka sprawa.,

Wang i jego koledzy zaczęli od łączenia klastrów atomów boru, aby zobaczyć kształty, które tworzą podczas łączenia, proces, który wymagał od nich użycia laserów do usunięcia elektronów z gromady. Prędkość wyrzutu elektronu może być następnie wykorzystana do określenia, w jaki sposób był pierwotnie związany w klastrze atomów, pozwalając badaczom na mapowanie struktury, którą nazywają borosferenem.

gdy 39 lub mniej atomów boru łączy się ze sobą, tworzą płaską strukturę., Ale w wieku 40 lat struktura staje się kulistą „klatką” – poinformowali naukowcy w czasopiśmie Nature Chemistry.

Wang i jego zespół odkryli również, że niektóre płaskie struktury boru mogą być bardzo przydatne. W badaniach opublikowanych w styczniu 2014 roku w czasopiśmie Nature Communications naukowcy odkryli, że 36 atomów boru utworzy Dysk z doskonałym sześciokątnym otworem w środku — układ, który teoretycznie umożliwia stworzenie stabilnego, jednotomowego arkusza boru., Gdyby taki arkusz mógł zostać utworzony, byłby to borowy odpowiednik grafenu, który jest grubym atomem arkuszem cząsteczek węgla. Grafen ma wiele obietnic dla technologii, ponieważ jest tanim, mocnym, elastycznym przewodnikiem.

wersja boru — lub „borofen”, jak to nazywają Wang i jego koledzy — może mieć podobne zastosowania jako przewodnik elektryczny i termiczny, ale naukowcy nie są jeszcze pewni. Najpierw muszą zrobić prawdziwe arkusze borofenu, a potem przetestować ich właściwości.,

„czasami, gdy idziesz do laboratorium i robisz te rzeczy, natura ma swój własny sposób”, powiedział Wang.

Obserwuj na żywo Nauka @ livescience, Facebook & Google+.