本文來自微信公眾號：SF 中文 （ID：kexuejiaodian），作者：SF
文 | 聞靜
制作 | 《科學(xué)焦點(diǎn)》編輯部
近日，美國羅切斯特大學(xué)助理教授 Ranga P. Dias 宣布在 1 萬個(gè)大氣壓下實(shí)現(xiàn)了“镥-氫-氮”三元材料的室溫超導(dǎo)。消息一出，引發(fā)熱議。
隨后，Ranga P. Dias 所在團(tuán)隊(duì)關(guān)于該項(xiàng)研究的成果正式發(fā)布在《自然》（Nature）上。論文展示了較完整地實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，且 Ranga P. Dias 稱論文經(jīng)歷了 5 輪審稿。但是考慮到作者的學(xué)術(shù)履歷，學(xué)術(shù)圈對此研究的結(jié)果褒貶不一。
目前超導(dǎo)體研究的難點(diǎn)就是溫度。對某些材料來說，在低溫狀態(tài)下可以很好地實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)狀態(tài)。常溫超導(dǎo)一方面可以減少制冷成本，一方面可以避免超導(dǎo)體導(dǎo)電后因受熱而性質(zhì)不穩(wěn)定的情況。
且 Ranga P. Dias 的實(shí)驗(yàn)條件是 1 萬個(gè)大氣壓。對動(dòng)輒好幾百萬個(gè)大氣壓的超導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)來說，這也是值得關(guān)注的信息。
如果這項(xiàng)研究成果得到其他科研團(tuán)隊(duì)的驗(yàn)證，并被證明具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值，最終投入到工業(yè)生產(chǎn)中，整個(gè)成果轉(zhuǎn)化的過程也是相當(dāng)漫長的。
對普通吃瓜群眾來說，與其用“千瘡百孔”的物理學(xué)知識基礎(chǔ)去思索一個(gè)在最近十幾二十年都不會對我們的生活造成影響的一件事，不如趁此機(jī)會學(xué)習(xí)一個(gè)難度適中的知識點(diǎn)。下面就來認(rèn)識一下這種超導(dǎo)體材料中的“镥”。
镥是什么？
镥（Lu），英文為 Lutetium。原子序數(shù)為 71，屬于鑭系元素。在地球上的儲量極少，因此非常昂貴。
镥為銀白色金屬，質(zhì)軟，但在稀土元素中硬度和致密度較高；熔點(diǎn) 1663℃，沸點(diǎn) 3395℃，密度 9.8404。
镥金屬的光澤介于銀和鐵之間。
雜質(zhì)含量對镥的性質(zhì)影響很大，因此不同文獻(xiàn)中對其物理性質(zhì)的描述差異明顯。
天然存在的同位素有：175Lu 和半衰期為 2.1×10^10 年的 β 發(fā)射體 176Lu。
镥在空氣中比較穩(wěn)定。溶于稀酸，能與水緩慢作用。
鹽類無色，氧化物為白色。
镥是怎么被發(fā)現(xiàn)的？
镥是 1907 年法國化學(xué)家烏爾班（G.Urbain）從鐿中分離出來的。镥的拉丁名稱來自法國巴黎的古名，也就是烏爾班的出生地。
镥要怎么獲得？
現(xiàn)在工業(yè)上，镥可由氟化镥 LuF3·2H2O 用鈣還原而制得。
镥有什么用？
镥主要用于研究工作，其它用途很少。
最主要的用途是用做石油裂化、烷基化、氫化和聚合反應(yīng)的催化劑。
镥可以用于制造某些特殊合金，如用于中子活化分析的镥鋁合金。
在一些激光晶體如釔鋁石榴石、四硼酸鋁釔釹中摻雜镥，可以改善其激光性能和光學(xué)均勻性。
鉭酸镥可以用作 X 射線熒光粉的材料。
人工合成的放射性核素 177Lu 可以用于腫瘤的放射性治療。
镥可以作為磁泡儲存器的原料。
镥在電致變色顯示和低維分子半導(dǎo)體中具有潛在的用途。
镥有毒嗎？
類似于其他稀土金屬，镥被認(rèn)為具有低程度的毒性，但它的化合物應(yīng)小心處理。
例如，氟镥易刺激皮膚，吸入很危險(xiǎn)；硝酸镥也是危險(xiǎn)化合物，可能會發(fā)生爆炸和燃燒；氧化物镥粉末是有毒物質(zhì)，如果經(jīng)吸入或食入會很危險(xiǎn)。
可溶性镥鹽具有溫和毒性，但溶解度較低。
镥會被人體攝入嗎？
镥被認(rèn)為沒有生物學(xué)作用，但人們發(fā)現(xiàn)人體中也存在镥，主要集中在骨骼中，且對肝臟和腎臟有較小程度的影響。
人體每年大約會攝入幾微克镥，都來自一些植物。
雖然人體會攝入少量镥，但由于自然界普通環(huán)境下镥含量極低，一般不用對其攝入量進(jìn)行限制。
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