Niobio, il cosiddetto metallo biofilo

Il niobio è il 41° elemento della tavola periodica.

Il niobio fu isolato nel 1801 dal chimico inglese Hatchett, che stava studiando un pezzo di minerale di ferro al British Museum di Londra, e fu prodotto per la prima volta da un chimico svizzero nel 1864 mediante riduzione dei cloruri con idrogeno, e nel 1951 il Comitato per la nomenclatura dell'Associazione Internazionale di Chimica Pura e Applicata (IUPAC) ha deciso di unificare il nome dell'elemento con niobio.

Inizialmente il niobio veniva utilizzato per realizzare filamenti per lampade a incandescenza, ma fu presto sostituito dal tungsteno, che aveva un punto di fusione più elevato ed era più adatto alla fabbricazione di lampade a incandescenza. Negli anni '20 si scoprì che il niobio poteva aumentare la resistenza dell'acciaio, il che portò a una spinta per il suo utilizzo nell'acciaio e, di fatto, all'aggiunta di solo lo 0,03-0,05% di niobio nell'acciaio ha aumentato la resistenza allo snervamento dell'acciaio del 30% o più. o più. L'aggiunta di niobio non modifica la struttura del ferro, ma piuttosto si combina con il carbonio, l'azoto e lo zolfo presenti nell'acciaio per modificare la microstruttura dell'acciaio. Non solo, il niobio migliora anche la tenacità dell'acciaio, la resistenza all'ossidazione ad alta temperatura, la resistenza alla corrosione e abbassa la temperatura di transizione fragile dell'acciaio, con conseguente buona saldabilità e proprietà di stampaggio.

Gli scienziati dei Bell Labs hanno scoperto che le leghe di niobio-stagno possono ancora mantenere proprietà superconduttrici in ambienti con forti campi elettrici e magnetici, e il niobio ha una delle temperature critiche più elevate, il che rende le leghe di niobio i materiali superconduttori più importanti al momento.

Qualcuno ha progettato un treno a levitazione ad alta velocità, le sue parti della ruota hanno installato magneti superconduttori, è fatto di leghe contenenti niobio, che possono produrre un campo magnetico forte e stabile, in modo che l'intero treno leviti sul binario ad un'altezza di circa 10 centimetri , senza più attrito tra il treno e il binario, e quindi richiedendo pochissima potenza, il treno può raggiungere velocità superiori a 500 chilometri orari. I materiali superconduttori di niobio e titanio sono stati utilizzati anche per realizzare un generatore di corrente continua, che è piccolo, leggero, economico e genera 100 volte più energia di un generatore delle stesse dimensioni.

Il niobio occupa anche un posto importante nella medicina chirurgica, ha un'eccellente resistenza alla corrosione, non interagisce con i vari liquidi del corpo umano, ma non danneggia affatto i tessuti biologici, è adattabile a qualsiasi metodo di sterilizzazione, può essere combinato con tessuti organici per rimangono a lungo e senza danni nel corpo umano. Pertanto, sono stati utilizzati fogli di niobio per compensare i danni al cranio, filo di niobio è stato utilizzato per ricucire nervi e tendini, strisce di niobio sono state utilizzate per sostituire ossa e articolazioni rotte e filo di niobio o rete di niobio realizzata con filo di niobio è stato utilizzato per compensare per i muscoli come se fossero cresciuti su ossa vere. Questo è il motivo per cui il niobio è noto anche come "metallo biofilo".

Il niobio ha uno strato di elettroni di valenza esterno di 5 elettroni, quindi è ricco di proprietà redox. La sua valenza può variare da -1 a +5 e quando lo strato di elettroni di valenza viene completamente rimosso rivela un nucleo di kryptonite altamente favorevole all'ossigeno, che può essere utilizzato come convertitore di alogenuri, ossidante e persino attivatore legami carbonio-idrogeno. Uno studio recente ha dimostrato che le forti proprietà ossidanti del niobio pentavalente possono essere utilizzate per purificare i gas velenosi e che anche il temuto gas mostarda può essere facilmente trasformato in non tossico dall'argilla niobio saponito.

Nel 2003, gli austriaci hanno anche scoperto una bellissima arte chimica legata al niobio, la superficie metallica del niobio attraverso la galvanica della pellicola di ossido di niobio può essere rifrangente, la superficie lucida, il diverso spessore della pellicola può anche produrre colori diversi, quindi è stata creata una varietà di colori diversi di monete, il che aumenta il valore di queste monete da parte del collezionista.