Erbium, det 68:e grundämnet i det periodiska systemet.
Upptäckten averbiumär full av vändningar. År 1787, i den lilla staden Itby, 1,6 kilometer från Stockholm, upptäcktes en ny sällsynt jordartsmetall i en svart sten, kallad yttriumjordart efter upptäcktsplatsen. Efter den franska revolutionen använde kemisten Mossander nyutvecklad teknik för att reducera elementärt material.yttriumfrån yttriumjord. Vid denna tidpunkt insåg man att yttriumjord inte är en "enda komponent" och fann två andra oxider: den rosa kallaserbiumoxid, och den ljuslila kallas terbiumoxid. År 1843 upptäckte Mossander erbium ochterbium, men han trodde inte att de två ämnena som hittades var rena och möjligen blandade med andra ämnen. Under de följande decennierna upptäckte man gradvis att det faktiskt fanns många grundämnen blandade i den, och fann gradvis andra lantanidmetallgrundämnen förutom erbium och terbium.
Studien av erbium gick inte lika smidigt som dess upptäckt. Även om Maussand upptäckte rosa erbiumoxid år 1843, var det inte förrän 1934 som rena prover averbiummetallextraherades tack vare kontinuerlig förbättring av reningsmetoder. Genom uppvärmning och reningerbiumkloridoch kalium har människor uppnått reduktionen av erbium med metallen kalium. Ändå är erbiums egenskaper för lika andra lantanidmetallelement, vilket resulterade i nästan 50 års stagnation i relaterad forskning, såsom magnetism, friktionsenergi och gnistgenerering. Fram till 1959, med tillämpningen av den speciella 4f-lagerelektronstrukturen hos erbiumatomer i framväxande optiska fält, fick erbium uppmärksamhet och flera tillämpningar av erbium utvecklades.
Erbium, silvervitt, har en mjuk konsistens och uppvisar endast stark ferromagnetism nära absoluta nollpunkten. Det är en supraledare och oxideras långsamt av luft och vatten vid rumstemperatur.Erbiumoxidär en rosenröd färg som vanligtvis används inom porslinsindustrin och är en bra glasyr. Erbium är koncentrerat i vulkaniska bergarter och har storskaliga mineralfyndigheter i södra Kina.
Erbium har enastående optiska egenskaper och kan omvandla infrarött till synligt ljus, vilket gör det till det perfekta materialet för att tillverka infraröda detektorer och mörkerseendeenheter. Det är också ett skickligt verktyg inom fotondetektering, kapabelt att kontinuerligt absorbera fotoner genom specifika jonexcitationsnivåer i det fasta ämnet, och sedan detektera och räkna dessa fotoner för att skapa en fotondetektor. Effektiviteten för direkt absorption av fotoner av trevärda erbiumjoner var dock inte hög. Det var inte förrän 1966 som forskare utvecklade erbiumlasrar genom att indirekt fånga optiska signaler genom hjälpjoner och sedan överföra energi till erbium.
Principen för erbiumlaser liknar den för holmiumlaser, men dess energi är mycket lägre än för holmiumlaser. En erbiumlaser med en våglängd på 2940 nanometer kan användas för att skära mjukvävnad. Även om denna typ av laser har dålig penetrationsförmåga i det mellersta infraröda området, kan den snabbt absorberas av fukt i mänskliga vävnader, vilket ger goda resultat med mindre energi. Den kan finskära, slipa och ta bort mjukvävnader, vilket ger snabb sårläkning. Den används ofta i laserkirurgier som munhåla, vit katarakt, skönhet, ärrborttagning och rynkor.
År 1985 utvecklade University of Southampton i Storbritannien och Northeastern University i Japan framgångsrikt en erbiumdopad fiberförstärkare. Numera kan Wuhan Optics Valley i Wuhan, Hubei-provinsen, Kina, självständigt producera denna erbiumdopade fiberförstärkare och exportera den till Nordamerika, Europa och andra platser. Denna tillämpning är en av de största uppfinningarna inom fiberoptisk kommunikation, så länge en viss andel erbium dopas kan den kompensera för förlusten av optiska signaler i kommunikationssystem. Denna förstärkare är för närvarande den mest använda enheten inom fiberoptisk kommunikation och kan överföra optiska signaler utan att försvagas.
Publiceringstid: 16 augusti 2023