黄金-电子,生物材料和催化的应用和发展欧洲杯足球竞彩

由于其美丽、持久和稀有,黄金仍然是制作宗教工艺品、装饰物品和珠宝的首选材料。然而,这种贵金属所具有的独特的化学和物理性能越来越多地被用于越来越多的工业和医疗应用。欧洲杯猜球平台这些应用包括纳米技术、医药和电子领域的产品,如智能卡、汽车电子、传感器、医疗植入物和药物输送系统。

目前的用途和需求黄金

黄金目前被大量应用,但与其他贵金属的使用相比,对黄金的总体需求相对较低。作为黄金总需求的一部分,目前的工业应用,主要是在电子和牙科领域,约占12%(图1)。相比之下,铂、钯和银的工业用途占总需求的50%以上。但是,由于各种新技术和发展中市场越来越需要使用黄金,因此有相当大的余地增加这一需求比例。

金属,陶瓷,聚合物和复合材料:2001年世界黄金需求

图1所示。2001年世界黄金需求(吨)(来自GFMS黄金调查2002)。

电子工业的黄金

其中一个显著增长的领域是电子领域的黄金使用,特别是在电信、信息技术和安全关键应用领域。检查任何手机的电池连接,这些几乎肯定是镀金的接触。类似地,在计算机内部通常有镀金边连接器。金粘接线广泛应用于半导体封装,金厚膜油墨应用于混合电路的制造,金优良的焊料润湿特性用于在存储前在铜层压印刷电路板上形成非常薄的保护层。此外,一些dvd和可记录cd - r有薄的金金属化。

电子工业中黄金的新用途

黄金在电子设备中的许多新用途在人们的日常生活中都可以看到,比如黄金的使用快速增长的智能卡市场中的电镀和粘接线。其他的用途就不那么明显了,比如黄金在汽车电子产品中的使用越来越多,这个市场预计在未来五年将以每年超过8%的速度增长。在这里,黄金被用于越来越广泛的应用,包括点火控制电子设备、防抱死刹车和电子燃油喷射。在安全性和可靠性非常重要的情况下,即使经过多年的闲置,黄金也可以按照要求发挥作用。所以,例如,安全气囊的碰撞传感器就是一个经典的例子,黄金触点是必不可少的重要应用类型。

纳米电子应用的黄金

然而,未来信息技术硬件的长期创新将是在纳米尺度上设计和制造的高度集成电子设备。金具有抗氧化性和机械稳定性,是纳米电子元件中不可缺少的元素。在其他金属中,只有银和铂具有类似的性能,但银可能过于活性,铂明显比金贵。

纳米线和纳米器件中的金

在纳米电子学领域,利用金纳米线作为纳米器件的潜在连接器的工作正在世界各地的研究中心进行。例如,美国特拉华大学开发了新的、自组装和修复的金纳米线,可以在纳米电子学的发展中找到应用。科学家们利用悬浮在水溶液欧洲杯猜球平台中的微小金粒子,将电极插入溶液中,并在纳米粒子悬浮体上施加交流电,从而形成了长度超过5毫米的金线。该大学的研究人员已经证明了利用这种技术组装基本电路的原理。

纳米传感器中的金

除了纳米电子学,基于黄金的纳米技术还提供了许多其他机会。这包括传感器、光学活性材料和许多医疗应用。欧洲杯足球竞彩北卡罗莱纳州立大学和美国能源部布鲁克海文国家实验室的研究提供了第一个证据,证明纳米颗粒可以沿着表面形成浓度下降的梯度。欧洲杯猜球平台这种材料可能被用作传感器,以检测对纳米粒子有特定亲和力的物种,或作为过滤器,以选择给定大小的粒子。欧洲杯猜球平台

黄金作为生物材料

黄金优异的生物相容性、延展性和抗腐蚀性也为人体内部使用提供了好处,早在公元前7世纪,伊特鲁里亚人就将其用于牙科。当他们自己的牙齿受损时,他们用金丝来固定替代牙齿。

牙科应用中的黄金

理想的牙科合金是一种易于牙医/牙科实验室操作,但坚固,坚固耐用,耐变色和腐蚀的合金。一种典型的冠桥合金可能含有60-75%的金,加入银、铂和钯以制造至少75%的贵金属,再加上铜和锌。额外的元素也被添加到改善浇注性(帮助制造牙科组件)或控制热膨胀,这是重要的,如果使用瓷饰面。

药用黄金

其他关于黄金医疗益处的说法可以追溯到几千年前。许多狂热的文化,如印度和埃及,都使用黄金为基础的药用制剂。中国早期将黄金用于治疗天花和麻疹等疾病。在日本,传统上认为把薄薄的金箔放在饮料或食物中对健康有益。

黄金在医疗器械中的应用现状

目前,黄金在医疗器械中有许多直接应用。与牙科应用一样,这与金作为一种材料的优异生物相容性有关。应用范围包括心脏起搏器的金属线和在心脏病治疗中用于膨胀和支持动脉的镀金支架(黄金对x射线是高度不透明的,有助于支架的定位)。金具有高度的抗细菌定植能力,正因为如此,它是有感染风险的植入物的首选材料,比如内耳。例如,镀金鼓膜切开术管用于植入鼓膜,以引流鼓膜腔并暂时通气。

药物递送微芯片中的黄金

黄金在医学上的另一个有趣应用是药物传递微芯片的概念。这些产品含有充满药物的储层,由薄金膜覆盖、密封和保护。在给药应用中,微芯片被植入、吞咽或集成到静脉给药系统中。通过在金容器盖上施加小电压,使其溶解并使药物从容器中释放出来,给病人注射一定剂量的药物。每次剂量的时间可以由医生或患者通过使用微处理器、远程控制或生物传感器来控制。最初是在美国麻省理工学院的研究中构想出来的,微芯片公司现在已经开始商业化利用这项技术。

金化合物在癌症治疗中的作用

历史上,金和金化合物也被用于药物治疗广泛的疾病(冷疗),如风湿性关节炎。在过去的几十年里,金化合物的性质已经成为潜在的癌症治疗的兴趣。新加坡国立大学的研究人员刚刚为新型金复合物申请了专利,用于治疗癌症的药物。目前,许多癌症最广泛使用的治疗方法是基于铂的药物,但这些药物可能有严重的副作用。梁伯兴教授和他的团队发现,膦支持金配合物具有良好的抗肿瘤活性,临床试验可能很快开始。

黄金作为催化剂

在黄金的所有新用途中,也许最有趣的发展是它作为化学加工、污染控制和燃料电池应用的催化剂。铂族金属长期以来一直被认为是重要的工业催化剂。然而,直到最近,大多数研究人员都忽视了金作为一种可能的催化剂,因为它的使用需要谨慎和非常规的制备,主要是实现非常小的颗粒尺寸(小于5nm)。

金催化剂的性质和用途

关于黄金催化最令人兴奋的方面之一是可以达到的“熄灯”温度(催化剂发挥作用的温度)。可能,金催化剂在低至-700°C的温度下有效工作。其他贵金属催化剂在130°C-530°C范围内的性能趋于最佳。这为金催化新的反应提供了机会,在某些情况下,为铂族金属提供了替代的经济有效的解决方案。英国石油化学公司(BP chemical)的一家新工厂已经在生产醋酸乙烯单体(用于生产乳胶漆和胶水)时使用了黄金,这种单体使用了金-钯合金催化剂,效果极佳。减少气味的应用是可能的,以及从柴油发动机废气中去除氮氧化物的潜力。

总结

从治疗严重疾病和小病、提高通讯速度的能力、保护太空中的关键部件,到未来提供污染控制系统、化学加工厂和清洁能源生产,黄金在人们的日常生活中越来越重要。黄金在历史上一直备受推崇,新的制造技术、不断变化的消费者需求和新兴的新产品的需求将再次把黄金推上舞台的中心。

资料来源:《材料欧洲杯足球竞彩世界》,第11卷,第2期。2, 2003年2月12-14页。

欲了解更多信息,请访问材料、矿物和采矿研究所欧洲杯足球竞彩

评论

  1. 帕斯多算 帕斯多算 斯洛伐克 说:

    催化剂中金的比例是多少?

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