薄型テレビからスマートフォンまで:もっと注目されるべきホウ素

薄型テレビでスポーツを見たり、スマートフォンの画面に触れてメッセージを送ったりするたびに、周期表の縁の下の力持ち、ホウ素に感謝しましょう。

これはホウケイ酸ガラスの主要成分で、熱変化や化学物質に対する並外れた耐性と、衝撃に耐える能力で知られています。

ネオジム磁石は、ホウ素が結晶構造の形成と磁性の保持に関与しており、市販されている永久磁石の中で最も強い磁石の一つです。

オーストラリアの土壌はホウ素が不足していることがあり、ホウ素を含む肥料は根の成長と開花を助けるために使用されています。

私はエネルギー変換と貯蔵のためのホウ素化学を研究していますが、この元素は多くの実用的なアプリケーションで豊かな歴史を持っています。

ホウ素が特別な理由は何でしょうか。

その反応性により、ホウ素は天然には他の元素と組み合わせて存在するだけで、ホウ酸やホウ酸塩として知られる無機塩が作られます。

ホウ素がこれほど用途が広いのは、その電子不足の性質にあります。つまり、他の元素から電子を受け取る傾向が非常に強く、金属と非金属の両方と多くの興味深い化合物を容易に形成することができるのです。 5065>

揮発性ホウ素化合物を広範囲に蒸留することで単離できる安定同位体であるホウ素10(10B)は、再発性頭頸部癌などの局所浸潤性悪性腫瘍を治療するホウ素中性子捕捉療法(BNCT)につながっています。

A Boron Neutron Capture Therapy ADAM Injector with (L to R) Enrique Henestroza, Joe Kwan and Lou Reginato that construct a proton accelerator which will be a key element in new brain cancer treatment. バークレー研究所

注目すべきは、ノーベル化学賞がホウ素化学の分野で活躍する科学者に少なくとも3回授与されていることです。

最近の貢献としては、2010年の「鈴木カップリング」反応があります。この反応は化学合成に革命をもたらし、薄くてカラフルなテレビに使用できる有機発光ディスプレイ(OLED)などの製品開発をサポートしています。 しかし、カーボンは間違いなく、より大きな宣伝効果を得ている。 炭化水素と同様に、ホウ素は一連の中性のボランを形成し、酸素と反応すると膨大な量のエネルギーを生成することから、ロケット燃料として研究されたことがあります。

元素としてのホウ素は、16種類の既知の「同素体」(同じ元素の異なる形態)が存在します。 炭素には、ダイヤモンドとグラファイトという2つの共通のものがあります。

望ましいホウ素同素体の形成を制御することが難しいため、研究は遅々として進んでいません。 これに対し、炭素材料は容易に調製し、研究することができる。

エネルギー変換と貯蔵における極めて重要な役割

世界中の科学者が研究室で熱心に研究し、この気難しい小さな元素の新しい使い方を発見しているのを見ると、胸が躍ります。 エネルギー源としてのホウ素

一部の研究者は、無電子核融合(無視できる量の中性子が放出される核融合発電の一種)を使用して、ホウ素からエネルギーを得ることができるかどうかを調査しています。 J.C. Burns

2 エネルギーキャリアとしてのホウ素

ホウ素、窒素、水素を含む化合物は、水素を効果的に貯蔵し移動させることができます。 水素は風力発電所や太陽光発電所で生産されるエネルギーを貯蔵する理想的な候補であるため、これは重要である。

一方、ジフルオロ(オキサラト)ホウ酸ナトリウムは、新興のナトリウムイオン電池の電解質塩として、いくつかの市販化合物を凌駕し、大規模エネルギー貯蔵の有力候補となり得る。 熱保存用ホウ素

一部の太陽熱温水発電プラントでは、ホウケイ酸コレクタチューブを使って鏡からの反射放射を利用し、蒸気タービンをより効率的に駆動できるようにしています。

また、熱保存に関してより厳しい建築基準が見られ、グラスファイバーの断熱材にホウ酸塩の使用を促進しています。

インプレス?

ホウ素はもっと注目されるべきか

技術主導の社会で、ホウ素が主役であり続けることは間違いないでしょう。 肥料から有機ELスクリーンまで、大きなインパクトを与える準備が整っている