Fra fladskærms -tv til din smartphone - elementet bor fortjener mere opmærksomhed

Hver gang du ser sport på et fladskærms -tv, eller send en besked ved at røre ved din smartphones skærm, tak til en usunget helt i det periodiske system:bor.

Bor, ofte forkert mærket som et "kedeligt" element, spiller en alsidig rolle i vores liv.

Det er nøgleingrediensen i borsilikatglas, som er kendt for sin enestående modstandsdygtighed over for termiske ændringer og kemikalier, og dens evne til at modstå påvirkning. Det betyder, at køkkengrej i glas kan gå ind i en varm ovn lige fra fryseren, og at laboratorieudstyr som bæger og reagensglas kan modstå korrosion.

Neodymmagneter, hvor bor spiller en rolle i dannelsen af ​​krystalstrukturen og bevarer magnetiseringen, er blandt de stærkeste permanente magneter, der er kommercielt tilgængelige. Bor bruges også til at fremstille vaskemidler, bufferopløsning, insekticider, isolering og halvledere.

Australiens jord kan være mangelfuld i bor, og borholdig gødning bruges til at hjælpe med rodvækst og blomstring.

Selvom jeg forsker i borkemi til energiomdannelse og -lagring, elementet har en rig historie med mange praktiske anvendelser.

Hvad gør bor så specielt?

På grund af dets reaktivitet, bor eksisterer naturligvis kun i kombination med andre elementer, dannelse af borsyre og uorganiske salte kendt som borater.

En af hovedårsagerne til, at bor er så alsidig, er dets elektronmangel, hvilket betyder, at det er meget tilbøjeligt til at acceptere elektroner fra andre grundstoffer og let danner mange interessante forbindelser med både metaller og ikke-metaller.

For eksempel, metalborider, forbindelser dannet mellem metal (M) og bor (B), såsom rheniumdiborid, har høj hårdhed på grund af omfattende B-B og M-B bindinger. Der er også borcarbid, som er en ekstremt hård og let keramik, der bruges i skudsikre veste og tankrustninger.

Bor-10 (10B), en stabil isotop, der kan isoleres ved omfattende destillation af flygtige borforbindelser, har ført til Boron Neutron Capture Therapy (BNCT), der behandler lokalt invasive ondartede tumorer, såsom tilbagevendende hoved- og halskræft.

Især Nobelprisen for kemi er blevet tildelt mindst tre gange til forskere, der arbejder inden for borkemi.

Et nyt bidrag er "Suzuki Coupling" -reaktionen i 2010, som revolutionerede kemisk syntese og understøtter produktudviklinger såsom Organic Light Emitting Display (OLED), som kan bruges til tynde, farverige fjernsyn.

Bor versus kulstof

Bor og kulstof er naboelementer i det periodiske system og ligner hinanden på mange måder. Kulstof har uden tvivl haft større omtale, imidlertid. Seneste, Der er blevet lagt stor vægt på grafen-et atomlag af carbonatomer-som har mange potentielle højteknologiske anvendelser.

Ligesom kulbrinter, bor danner en række neutrale boraner, der engang blev undersøgt som raketbrændstof, fordi de producerer en enorm mængde energi, når de reagerer med ilt. Men de viste sig ofte giftige og for vanskelige at kontrollere.

Elementær bor findes i 16 kendte "allotroper" - forskellige former for det samme element. Kulstof har to almindelige:diamant og grafit.

Vanskeligheden med at kontrollere dannelsen af ​​ønskede borallotroper bremser forskningen. I modsætning, kulstofmaterialer kan let fremstilles og studeres.

En afgørende rolle i energiomdannelse og lagring

Det er spændende at se forskere rundt om i verden bevege sig væk i laboratorier, at finde nye måder at bruge dette sjove lille element på.

Her er nogle af de store spørgsmål, de løser:

1. Bor som energikilde

Nogle forskere undersøger, om vi kan få energi fra bor ved hjælp af aneutronisk fusion - en form for fusionskraft, hvor ubetydelige mængder neutroner frigives.

2. Bor som energibærer

Forbindelser indeholdende bor, nitrogen og brint kan effektivt lagre og overføre brint. Dette er vigtigt, fordi brint er en ideel kandidat til at lagre energi produceret af vindmølleparker og solcelleanlæg.

Natriumdifluor (oxalato) borat, på den anden side, kan udkonkurrere nogle kommercielle forbindelser som et elektrolyt salt til nye natriumionbatterier, som kunne være en god kandidat til stor energilagring.

3. Bor til varmebesparelse

Nogle solvandsopvarmnings- og solkraftværker bruger borosilikatopsamlerrør til at udnytte reflekteret stråling fra spejle, så dampturbinerne kan drives på en mere effektiv måde.

Vi har også set strengere bygningsstandarder med hensyn til varmebesparelse, fremme brugen af ​​borater til glasfiberisolering.

Imponeret?

Skal bor få mere af rampelyset?

Jeg er sikker på, at vi vil se bor fortsat være en stjerne i vores teknologidrevne samfund. Fra gødning til OLED -skærme, det er klar til at få stor indflydelse.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.