铂、玻璃和人体健康
——从铂的“咸鱼翻身”说起
马英仁
尽管人们对铂的认识远比金晚,但也有2000多年历史。根据考古资料分析:公元前700年,古埃及人已能将铂加工成工艺水平较高的装饰品。中美洲的印第安人,远在哥伦布发现新大陆之前,也流行铂饰品,而其他地区的人们对铂却一无所知,直到16世纪初,西班牙殖民帝国逐渐形成,大批的西班牙人纷纷赶到非洲和美洲去探金寻宝。据说在厄瓜多尔的一条河流淘金时,发现有一种白色金属混杂于金中,实际上这就是宝贵的铂。然而,当时科学不发达,认识能力低下,面对银晃晃的铂,那些殖民统治者却像傻瓜一样不知“好歹”,把它称之为“低劣的碎银”而抛弃。
1748年,西班牙科学家安东尼在平托河金矿中发现了银白色的自然铂,并作了认真研究,觉得自然铂的化学性质非常稳定,熔点高,延展性极好,比重极大,与金属银有显著的区别。从此,铂声誉大振,一跃于金饰品之上。当然,这是为皇亲国戚、达官贵人所宠爱。在自然界中,铂的储量比黄金稀少,据说,世界铂总储量为1.4万吨,虽有60多个国家发现并开采铂矿,但却高度集中在南非和前苏联,曾在乌拉尔矿山发现重达9公斤的自然铂。现在全世界铂的年产量约85吨,比金少得多,但熔炼温度比金高得多,耗能高,价格必然高于黄金。铂色泽淡雅华贵,象征纯洁和高尚,成年人把铂做成订婚戒指作为爱情的信物,似乎意味着天长地久,爱情永存。如果在银白色的铂托上再镶嵌钻石,则交相辉映、熠熠生辉。
铂是周期系第VIII类的铂族元素,俗称白金。它在自然界中与黄金差不多,常以纯金属形态存在于砂粒中。其密度很大,达21.4克/厘米3。它有非常好的化学稳定性,不受一般试剂和潮湿空气的作用,能抵抗三大强酸的腐蚀,只能溶于王水中。可以把铂轧成厚度只有2.5微米的薄片,如果把多张这样的薄片叠置在一起,也只有一张普通纸那么厚!其良好的延展性能使一克铂即使被拉制成1.6公里长的细丝也不会断裂!
在玻璃行业中,铂的用途分为三类。第一类是用作炉体发热体。用铂丝做炉胆,使用炉温可高达1500-1600℃,这是镍铬丝炉和康达丝炉所达不到的,前者限于900℃,后者限于1200℃,超过这个温度除可用小巧的铂丝炉外,当然也可用体积较大的硅碳棒炉,甚至硅钼棒炉。第二类是制作高温测温用的铂铑热电偶。其中,一根铂丝掺有10%的铑,可从常温测起,一直到1600℃。第三类是在玻璃纤维工业中,它是铂铑合金制成的坩埚,外加保温材料等组成。铂铑坩埚拉丝炉的埚体,俗称金铂坩埚,是一个电阻发热的加热容器,当通以低电压、大电流时,整个坩埚体发热,使埚体中的玻璃球加热熔化,并使玻璃液稳定地维持在拉丝作业所需要的温度。另外,电阻式铂漏板拉丝炉内的发热元件,一般由铂—铑合金组成,两端有接线端子伸出炉外,以便通电。
铂在化学工业上用作催化剂的场合不少,因为它能加速许多化学反应。例如,玻璃瓶内盛放着氢、氧两种气体。一般情况下,即使盛放很长时间,它们还是“各归各”,互不干扰;然而,如果在瓶内放入一点铂粉,则瞬间一声巨响,火花四溅,两者发生激烈的化合反应,生成了水,反应后的铂粉却丝毫未变。铂还可用于制取铂盐和化学仪器,如铂器皿、铂电极等。
作为制作首饰的最佳原材料,铂的白色光泽自然天成,历久弥新。其优越的加工性能可以游刃有余地体现出细致入微的设计。铂的高密度使它在摩擦中不易受损。它与钻石搭配能使金属光泽与钻石的光辉浑然于一体。它能将钻石牢牢镶嵌,是钻石最安全的依托。
与黄金相比,铂在其他朝阳产业内的应用也如日中天,需求高速增长。近年来,中国科学家运用分子纳米技术打造出一顶“纳米皇冠”。铂在超分子科学的诸多领域诸如超分子催化、仿生、人工酶、物质分离与分析等方面,显示出具有相当诱人的前景。铂的催化性能应用于汽车工业能有效地防止污染,可作为车用燃料电池的电力催化层,可广泛用于汽车换热器,以清除有害气体。利用铂很强的抗氧化能力和高的熔化温度,被广泛用于航天航空和核工业领域,能有效地制作防护材料和提高燃料的效能,并实现高标准的环保要求。
此外,铂还可用于耐火材料的制造,可用于各种玻璃制品的熔炼,制造高质量的光学玻璃和各种玻璃纤维。
科学家研究还发现,任何人的皮肤都不会对铂这种金属过敏;用铂制作的心律电子脉冲调节器可直接插入心脏。那些高性能电脑硬件及通信元器件的制造也都离不开铂。
说铂稀有,是因为铂的开采和处理远远少于黄金。迄今为止,全球的铂储量加在一起,也只能装满一个中等大小的房间,而一盎司铂需从10吨铂矿中历经数月才能提炼出来。的确,铂是世界上最稀有的首饰用金属之一。铂如此稀有,难怪拥有铂者,其感觉弥足珍贵,也难怪著名设计师路易斯卡地亚称铂为“贵金属之王”。
马英仁