อิตเทรียมถูกนำกลับมาจากดวงจันทร์โดยอพอลโล

หัวข้อของตัวนำยิ่งยวดได้รับการพูดถึงอีกครั้งเมื่อไม่นานนี้ เมื่ออุณหภูมิของวัสดุต่ำกว่าระดับหนึ่ง ความต้านทานของวัสดุจะกลายเป็นศูนย์ ซึ่งเรียกว่า สภาพนำยิ่งยวด

แนะนำ

ในความเป็นจริง ในปี พ.ศ. 2529 ที่ห้องปฏิบัติการ IBM ในประเทศสวิตเซอร์แลนด์ นักวิทยาศาสตร์มุลเลอร์และเบดนอร์ตซ์ได้ค้นพบเซรามิกชุดหนึ่งที่แสดงสภาพนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิ 35 K ปีถัดมา นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยอลาบามาและมหาวิทยาลัยฮูสตันได้แสดงให้เห็นว่าอิตเทรียมแบเรียมคอปเปอร์ออกไซด์ที่อุณหภูมิ 93 K จะกลายเป็นสารนำยิ่งยวด ซึ่งหมายความว่ามันสามารถนำไฟฟ้าได้โดยไม่สูญเสียพลังงาน สูตรเคมีของอิตเทรียมแบเรียมคอปเปอร์ออกไซด์คือ YBa₂Cu₃O₇ ตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูงที่พวกเขาค้นพบ ซึ่งมีคุณค่าในทางปฏิบัติ มักเรียกว่า YBCO และจัดอยู่ในตัวนำยิ่งยวดประเภทที่ 2

วัสดุตัวนำยิ่งยวดประกอบด้วยธาตุหายากอิตเทรียม (Y) ซึ่งแท้จริงแล้วมีอยู่ในปริมาณเล็กน้อยมากในเปลือกโลก อิตเทรียมโลหะส่วนใหญ่มาจากทรายมอนาไซต์ อย่างไรก็ตาม สิ่งที่ไม่คาดคิดมาก่อนคือหินที่นักบินอวกาศของโครงการอะพอลโลนำกลับมาจากดวงจันทร์นั้นมีอิตเทรียมอยู่เป็นจำนวนมาก

ฉันเคยได้ยินมาว่าอิตเทรียมได้รับการตั้งชื่อตามหมู่บ้านเล็กๆ ชื่อ “Ytterby” ในประเทศสวิตเซอร์แลนด์ ซึ่งเป็นสถานที่ที่ Gadolin ยืนยันธาตุนี้เป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2332 ที่น่าสนใจคือมีธาตุหลายชนิดที่ได้รับการตั้งชื่อตามหมู่บ้านนี้ อิตเทรียมยังสามารถใช้ในเลเซอร์โซลิดได้ ตัวอย่างเช่น อิตเทรียมอะลูมิเนียมการ์เนต (มักเรียกว่า YAG) สามารถเพิ่มพลังงานของแสงได้ ช่วงความยาวคลื่นรังสีที่ผลิตได้นั้นแคบมาก และกำลังส่งออกของเลเซอร์ก็ค่อนข้างสูง ซึ่งมีประโยชน์มากในการเจาะและการตัดโลหะ

อิตเทรียม Y

เลขอะตอม : 39

มวลอะตอม: 88.905838 u

โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ : [Kr] 4d¹ 5s²

• โครงสร้างอิเล็กตรอนของอิตเทรียมมีลักษณะคล้ายกับสแกนเดียม (Sc) ไททาเนียม (Ti) และเซอร์โคเนียม (Zr) และจัดอยู่ในคาบที่ 5 ของธาตุโลหะทรานซิชัน

คุณสมบัติทางกายภาพ

ลักษณะที่ปรากฏ: อิตเทรียมเป็นโลหะสีขาวเงิน บางครั้งมีสีเทาปนอยู่ด้วย

ความหนาแน่น: 4.472 g/cm³ (ที่อุณหภูมิห้อง)

จุดหลอมเหลว: 1523 °C

จุดเดือด: 3337°C

ความแข็ง : 3.0 – 3.5 (ความแข็งโมห์ส)

แม่เหล็ก: ที่อุณหภูมิห้อง อิตเทรียมเป็นแม่เหล็กไดอะแมกเนติก ซึ่งหมายความว่าไม่เป็นแม่เหล็ก

คุณสมบัติทางเคมี

• อิตเทรียมเป็นโลหะออกฤทธิ์ที่สามารถสร้างสารประกอบต่างๆ ร่วมกับออกซิเจน กำมะถัน ไนโตรเจน และอื่นๆ ได้
• มันออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วในอากาศเพื่อสร้างชั้นป้องกันของอิตเทรียมออกไซด์ (Y2O3)

พื้นที่การใช้งานอิตเทรียม:

เนื่องจากไม่สามารถบรรลุอุณหภูมิที่ต่ำเกินไปได้ นักวิทยาศาสตร์จึงพยายามอย่างเต็มที่เพื่อค้นหาวัสดุที่สามารถแสดงสภาพนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้อง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หากพบวัสดุที่มีอุณหภูมิวิกฤตสูงกว่า ก็จะสามารถบรรลุสถานะตัวนำยิ่งยวดนี้ได้ที่อุณหภูมิที่บรรลุได้ง่ายกว่า ซึ่งจะทำให้ง่ายต่อการนำไปใช้ในอุตสาหกรรม

• การประยุกต์ใช้หลักของอิตเทรียม ได้แก่ การนำไปใช้ในโลหะผสม โดยเฉพาะโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง เช่น ส่วนประกอบอากาศยานและเครื่องยนต์ยานยนต์
• นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตแก้วและเซรามิกชนิดพิเศษ เช่น ผลึกเลเซอร์ YAG (อิตเทรียมอะลูมิเนียมการ์เนต)
• ในเทคโนโลยีแสงไฟและการแสดงผลแบบ LED สารประกอบอิตเทรียมใช้เป็นฟอสเฟอร์เพื่อเปล่งแสงที่มีสีต่างๆ
• อิตเทรียมใช้ในการถ่ายภาพทางการแพทย์ เช่น ในสารทึบแสงใน MRI