bor är ett mångsidigt element. Det är ett viktigt näringsämne för växter, en viktig komponent i kärnindustrin och huvudingrediensen i en bisarr vätska som heter oobleck.
uppflugen bredvid kol på det periodiska systemet med element, bor är en metalloid, ett ämne med både metalliska och icke-metalliska egenskaper. Det är en komplicerad faktor, Stony Brook University professor Artem Oganov berättade för the New York Times under 2009.
”bor är ett verkligt schizofrent element”, sa Oganov. ”Det är en del av fullständig frustration., Den vet inte vad den vill göra. Resultatet är något fruktansvärt komplicerat.”
föreningar av bor, särskilt borax, har använts av människor i tusentals år, enligt Chemicool. Borax (natriumtetraborat) bildar naturligt under förångningen av vissa saltsjöar, enligt AZoM, en online-referensplats för teknik-och materialvetenskapssamhället. I det åttonde århundradet A. D., borax exporterades från Tibetanska lakebeds längs sidenvägen för användning av arabiska guldsmeder och silversmeder, det var också används för att göra keramiska glasyrer i Kina.,
dessa använder tidigt echo i borax (och i slutändan Borons) namn: ordet är från den arabiska ”buraq” eller vit. Emellertid extraherades själva elementet inte förrän 1808, enligt Royal Society of Chemistry. Även då kunde kemister inte få en ren form av bor. Det målet uppnåddes inte förrän ett sekel senare, 1909, när den amerikanska kemisten Ezekiel Weintraub isolerade 99 procent ren bor.,
bara fakta
enligt Jefferson Lab är egenskaperna hos bor:
- atomnummer (antal protoner i kärnan): 5
- Atomsymbol (på det periodiska systemet med element): B
- atomvikt (atomens genomsnittliga massa): 10.81
- densitet: 2.,37 gram per kubikcentimeter
- fas vid rumstemperatur: jord
- Smältpunkt: 3,767 grader Fahrenheit (2,075 grader Celsius)
- kokpunkt: 7,232 grader F (4,000 grader c)
- antal isotoper (atomer av samma element med ett annat antal neutroner): 6
- vanligaste isotoper: B-10 (naturlig överflöd 19,9 procent) och B-11 (naturlig överflöd 80.,1 procent)
Ooky oobleck
som en del av borax är bor ett mycket vanligt hushållselement som finns i många tvättmedel. (Pro Tips: en borax-sockerlösning kommer också att döda myror!) Det är också i receptet för vetenskapsmässan goop oobleck, en vätska med några mycket konstiga egenskaper. En blandning av boraxlösning och flytande lim skapar ett ämne som är flytande när det hälls Men fast när det är under tryck., Oobleck är en icke-newtonisk vätska, vilket innebär att dess viskositet beror på skjuvkraften som appliceras på den. Limet och oobleck förenar sig för att skapa långa, tunna polymermolekyler. En ”kran” eller starkt tryck tvingar molekylerna i vätskan tillsammans, vilket skapar en fast. En långsam rörelse som att hälla eller en mild poke gör att molekylerna kan flöda mot varandra, vilket gör ooblecken beter sig som en vätska. Samma koncept är det som gör dumma kitt både kunna flöda och studsa. (Oobleck kan också tillverkas med en blandning av majsstärkelse och vatten.)
men bor är inte allt roligt och spel., Isotopbor-10 råkar vara utmärkt för att absorbera neutroner. Detta är mycket praktiskt för kärnklyvning, som drivs av careening neutroner knackar uranatomer isär. Nyckeln till denna process är att balansera det så att varje fission händelse utlöser bara en fission händelse; annars reaktionerna påskynda som en skenande tåg och reaktorn sägs gå superkritisk. Dåliga nyheter runt omkring.
för att hålla kärnreaktioner i balans är reaktorer utrustade med enheter som kallas kontrollstavar, ofta gjorda av bor eller andra element, enligt USA, Nuclear Regulatory Commission. Bor absorberar överskott av neutroner, vilket förhindrar att de zingar in i för många uranatomer.
vem visste?
- bor kan ha varit nyckeln till livets utveckling på jorden. Elementet stabiliserar ribos, en del av RNA, den självmonterande molekylen som kan ha föregått DNA. (Virus är i huvudsak roving RNA-strängar.) En juni 2014 studie fann att Bor är närvarande i de äldsta klipporna på jorden, som går tillbaka 3,8 miljarder år. Denna forskning visar att den tidiga jorden hade de ingredienser som behövs för att bygga RNA.,
- eller kanske det första RNA fick sitt bor från rymden. En 2013-studie visade att en marsisk meteorit som landade i Antarktis innehöll 10 gånger Bor av något utomjordiskt objekt som tidigare uppmätts.
- bor, i sin kristallina form, är det näst svåraste elementet bakom kol (i sin diamantform), enligt Chemicool.
- till skillnad från många element, som bildas i fusionsreaktioner inom stjärnor, bildas bor efter Big Bang av en process som kallas kosmisk ray spallation. Under denna process splittrar kosmiska strålar atomkärnorna, vilket orsakar fission.,
aktuell forskning
bor har inte mycket popkulturcachet, men vetenskapen har mycket att säga om detta överraskande spännande element. Till exempel har växtbiologer länge vetat att växter inte växer utan bor. Elementet är ett viktigt näringsämne.
men varför? Ingen visste till augusti 2014, när forskare vid University of Missouri ferreted ut svaret. Bor, fann de, är avgörande för stamceller av växter., Delar av växten som kallas meristems är gjorda av stamceller, som själva kan ge upphov till alla olika celler som utgör en växt. Utan bor, dessa meristems vissnar, rapporterade forskarna i tidskriften Plant Cell. I östra USA måste jordbrukarna komplettera sin jord med bor för att öka skördarna.
bor kan vara en välsignelse för tech också. I juli 2014 upptäckte forskare den första bor ”buckyball”, en cagelike struktur som liknar fotboll-bollformade kol buckyballs som ofta används i nanoteknik., Kolnanostrukturer (kända som fullerener) upptäcktes först på 1980-talet, och de ledde till en våg av forskning i jakten på andra spännande atomkluster.
”om man tittar på huvudgruppselementen finns det inget bättre ställe att börja än bor”, säger lai-Sheng Wang, en kemist vid Brown University som upptäckte den första Boron buckyball. Boratomer binder starkt med varandra, Wang berättade levande vetenskap, och elementet har en mycket hög smältpunkt. Det är tufft.,
Wang och hans kollegor började genom att sätta kluster av boratomer tillsammans för att se de former de skulle bilda som de bundna, en process som krävde att de skulle använda Lasrar för att lossa elektroner från klustret. Elektronens utstötningshastighet kan sedan användas för att bestämma hur den ursprungligen var bunden i atomklustret, så att forskarna kan kartlägga strukturen, som de kallar en borosfären.
när 39 eller färre boratomer binds ihop bildar de en platt struktur., Men vid 40 blir strukturen en sfärelik ”bur”, rapporterade forskarna i tidskriften Nature Chemistry.
Wang och hans team har också upptäckt att några av Borons platta strukturer kan vara mycket användbara. I forskning som publicerades i januari 2014 i tidskriften Nature Communications fann forskarna att 36 atomer av bor kommer att bilda en skiva med ett perfekt sexkantigt hål i mitten — ett arrangemang som teoretiskt gör det möjligt att skapa ett stabilt, enatomtjockt ark bor., Om ett sådant ark kan skapas, skulle det vara bor ekvivalenten av grafen, vilket är ett atom-tjockt ark av kolmolekyler. Graphene har en hel del löfte för tech eftersom det är en billig, stark, flexibel ledare.
borversionen — eller ”borophene”, som Wang och hans kollegor kallar det — kan ha liknande applikationer som en elektrisk och termisk ledare, men forskare är ännu inte säkra. De måste göra riktiga borofenblad först och sedan testa deras egenskaper.,
”Ibland när du går i labbet och gör dessa saker har naturen sin egen väg”, sa Wang.
Följ Live Science @livescience, Facebook & Google+.
Lämna ett svar