Зачем иридий нужен людям? Из этого металла в чистом виде делают тигли для выращивания качественных монокристаллов для лазеров: благодаря высокой химической инертности и жаростойкости такой тигель не реагирует с помещенным в него содержимым. Впрочем, изготовление электрических контактов из сплава платины с иридием до недавнего времени оставалось основным применением этого металла, поэтому колебания спроса в электронной промышленности сильно влияют на его производство. Весьма интересное направление - для электростимуляции нервов. При такой операции в мозг организма вводят электрод и с его помощью решают какую-то проблему. Например, электрический сигнал, подаваемый в определенную область мозга пациента с болезнью Паркинсона на частоте 25-100 Гц, существенно уменьшает дрожание конечностей. Схожим способом врачи пытаются лечить эпилепсию, хроническую боль и шизофрению. Другое использование вживляемых в мозг микроскопических электродов - создание протезов глаза и слухового аппарата. Во всех этих случаях помимо химической инертности электрод должен передавать большое количество электричества. Гибкий полимерный электрод диаметром в несколько десятков микрон и с микронным покрытием из оксида иридия оказывается несравнимо лучше для этой цели, чем стальной или платиновый.
Как его применяют в современной химии? Подобно всем платиноидам, иридий - отличный катализатор, но из-за редкости этого металла и высокой цены его применение ограничено. Однако если судить по научным публикациям последних пятнадцати лет, для иридиевых катализаторов найдена уникальная и чрезвычайно важная область использования. Речь идет о синтезе сложных органических соединений из простейших, таких, как низшие олефины, с образованием новых С-С связей, конструированием сложных углеродных скелетов и широчайшими возможностями введения разнообразных функциональных групп. Единственным дополнительным реагентом в этих процессах выступает водород, и при этом не образуется никаких побочных продуктов - блестящий образец «зеленой химии». Считается, что такие процессы могут быть востребованы, если отказаться от ископаемого сырья для органического синтеза и перейти на сырье возобновляемое, полученное из ныне живущих растений. Сейчас трудно представить себе органический синтез без металлокомплексных палладиевых катализаторов, не случайно эти работы были отмечены в 2010 году Нобелевской премией по химии. Вполне возможно, что в будущем им на смену придут катализаторы на основе комплексов иридия. Другое направление - создание систем искусственного фотосинтеза, которые должны обеспечить человеку прямое преобразование солнечного света в топливо или какие-то другие полезные органические соединения. Главным его этапом служит окисление воды, то есть превращение двух молекул H20 в кислород, четыре иона водорода и четыре электрона, которые впоследствии можно употребить на восстановление углекислого газа или еще как-нибудь. В качестве окислителя воды был найден четырехвалентный церий, например, в составе нитрата аммония, а вот хороший, стабильный после растворения в воде катализатор найти долго не удавалось. Оказалось, что с этой работой справляется комплекс на основе хлорида иридия: в течение недели он беспрепятственно разлагал воду, производя множество кислородных пузырьков. Впрочем, это не единственный подход к решению задачи искусственного фотосинтеза.
Зачем нужен радиоактивный иридий?
Как из иридия хотят создать память? Есть мнение, что уменьшить размер важного элемента флеш-памяти - транзистора с плавающим затвором, способным хранить помещенный в него электрический заряд на протяжении десятилетий, - можно, применив пленку из кремния, содержащую металлические нанокристаллы. Металл должен обладать двумя качествами: хорошо удерживать свои электроны и обладать высокой жаростойкостью, поскольку элементы памяти при изготовлении нагревают до 900о С. Наметившиеся было претенденты - никель и вольфрам - не смогли проявить необходимый комплекс свойств. А вот иридий сумел. Поскольку расход нанокристаллов металла на одну микросхему ничтожен, исчисляется квадрильонными долями миллиграмма, возможно, эта идея сможет реализоваться в новых устройствах. И тогда чуть ли не у каждого в кармане будет лежать пусть ничтожный, но кусочек космического металла - иридия.
Из этого металла в чистом виде делают тигли для выращивания качественных монокристаллов для лазеров: благодаря высокой химической инертности и жаростойкости такой тигель не реагирует с помещенным в него содержимым. Впрочем, изготовление электрических контактов из сплава платины с иридием до недавнего времени оставалось основным применением этого металла, поэтому колебания спроса в электронной промышленности сильно влияют на его производство. Весьма интересное направление - для электростимуляции нервов. При такой операции в мозг организма вводят электрод и с его помощью решают какую-то проблему. Например, электрический сигнал, подаваемый в определенную область мозга пациента с болезнью Паркинсона на частоте 25-100 Гц, существенно уменьшает дрожание конечностей. Схожим способом врачи пытаются лечить эпилепсию, хроническую боль и шизофрению. Другое использование вживляемых в мозг микроскопических электродов - создание протезов глаза и слухового аппарата. Во всех этих случаях помимо химической инертности электрод должен передавать большое количество электричества. Гибкий полимерный электрод диаметром в несколько десятков микрон и с микронным покрытием из оксида иридия оказывается несравнимо лучше для этой цели, чем стальной или платиновый.
Как его применяют в современной химии?
Подобно всем платиноидам, иридий - отличный катализатор, но из-за редкости этого металла и высокой цены его применение ограничено. Однако если судить по научным публикациям последних пятнадцати лет, для иридиевых катализаторов найдена уникальная и чрезвычайно важная область использования. Речь идет о синтезе сложных органических соединений из простейших, таких, как низшие олефины, с образованием новых С-С связей, конструированием сложных углеродных скелетов и широчайшими возможностями введения разнообразных функциональных групп. Единственным дополнительным реагентом в этих процессах выступает водород, и при этом не образуется никаких побочных продуктов - блестящий образец «зеленой химии». Считается, что такие процессы могут быть востребованы, если отказаться от ископаемого сырья для органического синтеза и перейти на сырье возобновляемое, полученное из ныне живущих растений.
Сейчас трудно представить себе органический синтез без металлокомплексных палладиевых катализаторов, не случайно эти работы были отмечены в 2010 году Нобелевской премией по химии. Вполне возможно, что в будущем им на смену придут катализаторы на основе комплексов иридия.
Другое направление - создание систем искусственного фотосинтеза, которые должны обеспечить человеку прямое преобразование солнечного света в топливо или какие-то другие полезные органические соединения. Главным его этапом служит окисление воды, то есть превращение двух молекул H20 в кислород, четыре иона водорода и четыре электрона, которые впоследствии можно употребить на восстановление углекислого газа или еще как-нибудь. В качестве окислителя воды был найден четырехвалентный церий, например, в составе нитрата аммония, а вот хороший, стабильный после растворения в воде катализатор найти долго не удавалось. Оказалось, что с этой работой справляется комплекс на основе хлорида иридия: в течение недели он беспрепятственно разлагал воду, производя множество кислородных пузырьков. Впрочем, это не единственный подход к решению задачи искусственного фотосинтеза.
Зачем нужен радиоактивный иридий?
Как из иридия хотят создать память?
Есть мнение, что уменьшить размер важного элемента флеш-памяти - транзистора с плавающим затвором, способным хранить помещенный в него электрический заряд на протяжении десятилетий, - можно, применив пленку из кремния, содержащую металлические нанокристаллы. Металл должен обладать двумя качествами: хорошо удерживать свои электроны и обладать высокой жаростойкостью, поскольку элементы памяти при изготовлении нагревают до 900о С. Наметившиеся было претенденты - никель и вольфрам - не смогли проявить необходимый комплекс свойств. А вот иридий сумел. Поскольку расход нанокристаллов металла на одну микросхему ничтожен, исчисляется квадрильонными долями миллиграмма, возможно, эта идея сможет реализоваться в новых устройствах. И тогда чуть ли не у каждого в кармане будет лежать пусть ничтожный, но кусочек космического металла - иридия.
Reply
Leave a comment