Erbiu, al 68-lea element din tabelul periodic.
Descoperireaerbiueste plin de răsturnări de situație. În 1787, în orășelul Itby, la 1,6 kilometri de Stockholm, Suedia, a fost descoperit un nou pământ rar într-o piatră neagră, numit pământ de ytriu, în conformitate cu locația descoperirii. După Revoluția Franceză, chimistul Mossander a folosit o tehnologie nou dezvoltată pentru a reduce elementeleytriudin pământ de ytriu. În acest moment, oamenii și-au dat seama că pământul de ytriu nu este o „componentă unică” și au descoperit alți doi oxizi: cel roz se numeșteoxid de erbiu, iar cel violet deschis se numește oxid de terbiu. În 1843, Mossander a descoperit erbiul șiterbiu, dar el nu credea că cele două substanțe găsite erau pure și posibil amestecate cu alte substanțe. În deceniile următoare, oamenii au descoperit treptat că existau într-adevăr multe elemente amestecate în acesta și, treptat, au găsit și alte elemente metalice lantanide pe lângă erbiu și terbiu.
Studiul erbiului nu a fost la fel de ușor ca descoperirea sa. Deși Maussand a descoperit oxidul de erbiu roz în 1843, abia în 1934 au fost descoperite probe pure deerbiu metalicau fost extrase datorită îmbunătățirii continue a metodelor de purificare. Prin încălzire și purificareclorură de erbiuși potasiu, oamenii au reușit să reducă erbiul cu potasiu metalic. Chiar și așa, proprietățile erbiului sunt prea similare cu cele ale altor elemente metalice lantanide, ceea ce a dus la aproape 50 de ani de stagnare în cercetări conexe, cum ar fi magnetismul, energia de frecare și generarea scânteilor. Până în 1959, odată cu aplicarea structurii electronice speciale în strat 4f a atomilor de erbiu în domenii optice emergente, erbiul a câștigat atenție și au fost dezvoltate multiple aplicații ale erbiului.
Erbiul, alb-argintiu, are o textură moale și prezintă feromagnetism puternic doar în apropierea zeroului absolut. Este un supraconductor și este oxidat lent de aer și apă la temperatura camerei.Oxid de erbiueste o culoare roșu-rozaliu utilizată în mod obișnuit în industria porțelanului și este o glazură bună. Erbiumul este concentrat în roci vulcanice și are zăcăminte minerale la scară largă în sudul Chinei.
Erbiul are proprietăți optice remarcabile și poate converti infraroșul în lumină vizibilă, ceea ce îl face materialul perfect pentru fabricarea detectoarelor de infraroșu și a dispozitivelor de vedere nocturnă. Este, de asemenea, un instrument util în detectarea fotonilor, capabil să absoarbă continuu fotoni prin niveluri specifice de excitație a ionilor în solid, apoi să detecteze și să număre acești fotoni pentru a crea un detector de fotoni. Cu toate acestea, eficiența absorbției directe a fotonilor de către ionii trivalenți de erbiu nu a fost ridicată. Abia în 1966, oamenii de știință au dezvoltat lasere cu erbiu prin captarea indirectă a semnalelor optice prin intermediul unor ioni auxiliari și apoi transferul de energie către erbiu.
Principiul laserului cu erbiu este similar cu cel al laserului cu holmiu, dar energia sa este mult mai mică decât cea a laserului cu holmiu. Un laser cu erbiu cu o lungime de undă de 2940 nanometri poate fi utilizat pentru a tăia țesuturile moi. Deși acest tip de laser în regiunea infraroșie medie are o capacitate de penetrare slabă, poate fi absorbit rapid de umezeala din țesuturile umane, obținând rezultate bune cu mai puțină energie. Poate tăia fin, măcina și îndepărta țesuturile moi, realizând o vindecare rapidă a rănilor. Este utilizat pe scară largă în intervențiile chirurgicale cu laser, cum ar fi cele pentru cavitatea bucală, cataractă albă, înfrumusețare, îndepărtarea cicatricilor și îndepărtarea ridurilor.
În 1985, Universitatea din Southampton din Marea Britanie și Universitatea Northeastern din Japonia au dezvoltat cu succes un amplificator cu fibră optică dopat cu erbiu. În prezent, Wuhan Optics Valley din Wuhan, provincia Hubei, China, este capabilă să producă independent acest amplificator cu fibră optică dopat cu erbiu și să îl exporte în America de Nord, Europa și alte locuri. Această aplicație este una dintre cele mai mari invenții în domeniul comunicațiilor prin fibră optică; atâta timp cât o anumită proporție de erbiu este dopată, se poate compensa pierderea semnalelor optice în sistemele de comunicații. Acest amplificator este în prezent cel mai utilizat dispozitiv în comunicațiile prin fibră optică, capabil să transmită semnale optice fără slăbire.
Data publicării: 16 august 2023