ایریدیوم چیست و برای چه مواردی استفاده می‌شود؟

احتمالا اسم ایریدیوم را کمتر از سایر فلزات معمول شنیده‌اید؛ که خب البته طبیعی است چون این فلز هم کمیاب‌تر است و هم کمتر دیده می‌شود. اما ایریدیوم که یک فلز انتقالی است، بواسطه داشتن چگالی بالا و نقطه ذوب بسیار زیادی که دارد (۲۵۰۰ درجه سانتی‌گراد) کاربردهای فراوانی را به خود اختصاص داده است. با وجود نادر بودن و ناشناس بودن نسبی، Iridium یکی از مهم‌ترین فلزات در علوم و طبیعت است که نقش بسیار مهمی در اکتشافات، فرآیندها و نظریه‌های متعدد، به‌خصوص در دو قرن اخیر، ایفا کرده است. در ادامه این مقاله از فولادینو به تفصیل بررسی می‌کنیم که ایریدیوم چیست و چرا اینقدر کمیاب و گران است.

داستان کشف ایریدیوم

در سال ۱۸۰۳ اسمیتسون تنانت، شیمیدان اهل یورکشایر انگلستان، در حال بررسی عنصر شناخته شده اما کمتر مطالعه شده، یعنی پلاتین بود. شیمیدان‌ها پیش‌تر ذکر کرده بودند که پس از حل شدن پلاتین در ترکیب اسیدی تیزاب سلطانی (مخلوط اسید نیتریک غلیظ و هیدروکلریک اسید غلیظ)، پسماند سیاه رنگی باقی می ماند. تا آن زمان، هیچ کس به این پسماند باقی‌مانده فکر نکرده بود و همیشه به عنوان یک محصول جانبی بی‌ارزش توسط شیمیدان‌ها دور انداخته می‌شد. اما تنانت کنجکاو بود و تلاش کرد تا عناصر موجود در ماده باقیمانده را شناسایی کند.

او پس از استفاده از روش‌های مختلف برای جداسازی و استخراج این ترکیب مرموز، روش‌هایی مثل جایگزین کردن محلول‌های قلیایی سوزاننده و اسیدی، موفق شد تا دو فلز جداگانه را از این ماده جدا کند. پس از آزمایش و پالایش بیشتر، وی بوی متمایزی را در طول فرآیند پالایش خود شناسایی کرد و به همین دلیل یکی از این عناصر را از کلمه یونانی “Osmium” به معنای رایحه الهام گرفت و آنرا اسمیم (Os) نامید. فلز دیگر به دلیل نمک‌های رنگارنگ فراوان، مجموعه‌ای از رنگ‌ها را هنگام روشن شدن نمایش می‌داد. به همین دلیل برای فلز دوم، نام ایریدیوم (Ir) را از الهه یونانی آیریس، که مظهر رنگین کمان در اساطیر یونان است، الهام گرفت و انتخاب کرد.

ایریدیم برای چه مواردی استفاده می‌شود و چرا تقاضای زیادی دارد؟

ایریدیوم به واسطه داشتن چند ویژگی منحصر به فرد، مانند مقاومت بسیار بالا در برابر دما، مقاومت در برابر خوردگی و واکنش‌پذیری بسیار کم -حتی کمتر از طلا- دارای چند کاربرد منحصر به فرد و بسیار ارزشمند است که در ادامه آنها را مورد بررسی قرار خواهیم داد.

شمع‌ها و کنتاکت‌های برق

به دلیل واکنش‌پذیری کم و نقطه ذوب بالا، ایریدیوم برای برقرای کنتاکت‌های الکتریکی در محیط‌های تحت فشار مناسب است. مثلا ناسا در دستگاه‌های الکترونیکی که برای استفاده در فضای کاری ساخته می‌شوند، اغلب از ایریدیوم استفاده می‌کند.

یکی دیگر از کاربردهای ایریدیوم برای ساخت شمع است. الکترودهای شمع‌ها در معرض دمایی نزدیک به ۹۵۰ درجه سانتی‌گراد و مواد شیمیایی خشن قرار می‌گیرند؛ بنابراین باید از ماده‌ای ساخته شود که بسیار مقاوم باشد و طول عمر مناسبی داشته باشد. شمع‌های با پوشش ایریدیوم می‌توانند ۲۵ درصد بیشتر دوام بیاورند و همچنین جرقه قوی‌تری نسبت به رقبا ایجاد کنند.

لازم به ذکر است که افزایش میزان تولید خودروهای الکتریکی باعث افزایش سریع تقاضا برای ایریدیوم شده است. با افزایش بیش از حد ارزش سنگ معدن آن و سطح تولید در سراسر جهان، از مارس ۲۰۲۰ تا مارس ۲۰۲۱ قیمت خام ایریدیوم از ۱۵۰۰ دلار در هر اونس به بیش از ۶۰۰۰ دلار افزایش یافت. (هر اونس ۲۸.۳۴ گرم است)

نوار متر SI

واحد متر معیاری است که برای همه استانداردها و تجهیزات دیگر به عنوان شاخص در نظر گرفته می‌شود. تا سال ۱۹۶۰ واحد متر توسط یک جسم فیزیکی تعریف می‌شد که برای دقیق‌تر شدن و تکرارپذیری اندازه‌گیری‌ها، جنس آن آلیاژی از پلاتین و ایریدیوم بود. این آلیاژ به دلیل مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی، واکنش‌پذیری پایین و همچنین ضریب انبساط حرارتی بسیار پایین آن انتخاب شد.با این حال، پس از سال ۱۹۶۰، واحد متر به صورت تئوری، به عنوان مسافتی که نور در زمان معینی طی می‌کند تعریف شد. با این حال نوار متر هنوز در موزه‌ای در پاریس نگهداری می‌شود.

ایریدیوم چگونه استخراج می‌شود؟

ایریدیوم به ندرت به طور انحصاری استخراج می‌شود و اغلب به عنوان یک محصول جانبی از معدن نیکل و سنگ پلاتین کشف می‌شود. از هر ۱۹۰ تن سنگ پلاتین استخراج شده، تنها ۷.۵ تن ایریدیوم یافت می‌شود. پس از استخراج سنگ معدن، Iridium را با روش‌های مختلف از جمله مخلوط کردن در محلول پراکسید سدیم و سپس استخراج از طریق تیزاب سلطانی، همان فرآیند اساسی که در سال ۱۸۰۳ استفاده شد، از پلاتین جدا می‌کنند.

چرا ایریدیوم اینقدر نادر است؟

پاسخ ساده این است که سنگ معدن ایریدیوم بسیار کمی در این سیاره وجود دارد. همانطور که در بالا ذکر شد، هرچقدر که پلاتین استخراج شود تقریباً ۱/۲۰ آن ایریدیم خواهد بود. با توجه به گران‌قیمت و نادر بودن پلاتین، در نظر بگیرید که ایریدیوم چقدر گران و نادر است! علاوه بر این، فرآیند پالایش ایریدیوم نیز پیچیده است؛ همین امر باعث شده تا به خاطر وجود مقادیر کم آن در سطح جهان، صرفه‌جویی تولید در مقیاس انبوه آنچنان مطرح نشود و اجازه کاهش هزینه واحد را ندهد.

جهت اطلاع از سایر فلزات گرانبها می‌توانید از مقاله اشاره شده دیدن کنید.

حقایق جالب درباره فلز ایریدیوم

در این قسمت به حقایق و نکات جالب درباره فلز ایریدیوم (Iridium) اشاره خواهیم کرد:

• ایریدیوم نهمین عنصر کمیاب روی زمین است
• ایریدیوم مقاوم‌ترین ماده‌ای است که در برابر خوردگی شناخته شده است
• شهاب‌سنگ‌ها و دنباله‌دارها حاوی مقادیر بسیار بالای ایریدیوم هستند
• وجود مقادیر زیادی ایریدیم در پوسته زمین شواهدی بر نظریه منقرض شدن دایناسورها توسط یک دنباله دار در حدود ۶۵ میلیون سال پیش ارائه می‌دهد
• ایریدیوم دومین ماده متراکم شناخته شده برای بشر پس از اوسمیوم است
• بیشتر استخراج ایریدیوم در آفریقای جنوبی، آلاسکا، برزیل و روسیه انجام می‌شود

در این مقاله تلاش بر این شد تا شما را با ایریدیوم بیشتر آشنا کرده و اطلاعات مختصر و مفیدی را درباره این فلز در اختیار شما قرار دهیم. برای مطالعه مقالات مشابه و اطلاع از قیمت روز انواع آهن‌آلات و سایر فولادها پیشنهاد می‌شود که از قسمت‌های مختلف وبسایت فولادینو دیدن کنید.

منبع: Metal supermarkets