Niobij, tako imenovana biofilna kovina

Niobij je 41. element periodnega sistema.

Niobij je leta 1801 izoliral angleški kemik Hatchett, ki je preučeval kos železove rude v Britanskem muzeju v Londonu, prvi pa ga je proizvedel švicarski kemik leta 1864 z redukcijo kloridov z vodikom, leta 1951 pa je komite za nomenklaturo Mednarodnega združenja za čisto in uporabno kemijo (IUPAC) se je odločil poenotiti ime elementa z niobijem.

Niobij so sprva uporabljali za izdelavo filamentov za žarnice z žarilno nitko, vendar ga je kmalu nadomestil volfram, ki je imel višje tališče in je bil bolj primeren za izdelavo žarnic z žarilno nitko. Leta 1920s je bilo odkrito, da lahko niobij poveča trdnost jekla, kar je vodilo k njegovi uporabi v jeklu in v resnici, dodatek le 0.03-0.05 % niobija v jeklo povečalo mejo tečenja jekla za 30 % ali več. ali več. Dodatek niobija ne spremeni strukture železa, temveč se združi z ogljikom, dušikom in žveplom v jeklu, da spremeni mikrostrukturo jekla. Ne samo to, niobij izboljša tudi žilavost jekla, odpornost proti visokotemperaturni oksidaciji, odpornost proti koroziji in zniža temperaturo prehoda krhkosti jekla, kar ima za posledico dobro varivost in lastnosti oblikovanja.

Znanstveniki Bell Labs so ugotovili, da lahko zlitine niobija in kositra še vedno ohranijo superprevodne lastnosti v okoljih močnega električnega in magnetnega polja, niobij pa je ena od najvišjih kritičnih temperatur, zaradi česar so niobijeve zlitine trenutno najpomembnejši superprevodni materiali.

Nekdo je zasnoval visokohitrostni levitacijski vlak, v njegove kolesne dele so nameščeni superprevodni magneti, izdelan je iz zlitin, ki vsebujejo niobij, ki lahko proizvedejo močno in stabilno magnetno polje, tako da celoten vlak lebdi na progi na višini približno 10 centimetrov. , ki nimajo več trenja med vlakom in progo in zato potrebujejo zelo malo moči, lahko vlak doseže hitrosti več kot 500 kilometrov na uro. Superprevodni materiali iz niobija in titana so bili uporabljeni tudi za izdelavo generatorja enosmernega toka, ki je majhen, lahek, poceni in ustvari 100-krat več energije kot generator enake velikosti.

Niobij zavzema pomembno mesto tudi v kirurški medicini, ima odlično odpornost proti koroziji, ne deluje z različnimi tekočinami v človeškem telesu, vendar tudi sploh ne poškoduje bioloških tkiv, je prilagodljiv vsem metodam sterilizacije, lahko se kombinira z organskimi tkivi za dolgo in neškodljivo ostanejo v človeškem telesu. Tako so z niobijevimi listi nadomestili poškodbe lobanje, z niobijevo žico so šivali živce in kite, z niobijevimi trakovi nadomeščali zlomljene kosti in sklepe, niobijeva preja ali niobijeva mreža iz niobijeve žice pa za nadomestilo. za mišice, kot bi bile zrasle na pravih kosteh. Zato je niobij znan tudi kot "biofilna kovina".

Niobij ima zunanjo plast valenčnih elektronov s 5 elektroni, zato je bogat z redoks lastnostmi. Njegova valenca se lahko giblje od -1 do +5 in ko je plast valenčnih elektronov popolnoma odstranjena, razkrije kisiku zelo prijazno kriptonitno jedro, ki ga je mogoče uporabiti kot pretvornik halogenidov, oksidant in celo aktivirati vezi ogljik-vodik. Nedavna študija je pokazala, da se močne oksidacijske lastnosti petovalentnega niobija lahko uporabijo za čiščenje strupenih plinov in da je mogoče celo strašni iperit z niobijevo saponitno glino zlahka pretvoriti v netoksičnega.

Leta 2003 so Avstrijci našli tudi čudovito kemično umetnost, povezano z niobijem, kovinska površina niobija z galvanizacijo filma niobijevega oksida je lahko lomna, sijoča ​​površina, različna debelina filma lahko proizvaja tudi različne barve, zato je narejena v različnih barvah kovancev, kar povečuje zbirateljsko vrednost teh kovancev.