Elke keer dat u naar sport kijkt op een flatscreen-tv, of stuur een bericht door het scherm van uw smartphone aan te raken, dank aan een onbezongen held van het periodiek systeem:boor.

boor, vaak ten onrechte bestempeld als een "saai" element, speelt een veelzijdige rol in ons leven.

Het is het belangrijkste ingrediënt in borosilicaatglas, die bekend staat om zijn uitzonderlijke weerstand tegen thermische veranderingen en chemicaliën, en het vermogen om impact te weerstaan. Dit betekent dat glazen kookgerei rechtstreeks uit de vriezer in een hete oven kan, en dat laboratoriumapparatuur zoals bekers en reageerbuizen bestand zijn tegen corrosie.

Neodymium magneten, waarbij borium een ​​rol speelt bij de vorming van de kristalstructuur en het vasthouden van magnetisatie, behoren tot de sterkste permanente magneten die in de handel verkrijgbaar zijn. Borium wordt ook gebruikt om wasmiddelen te bereiden, buffer oplossing, insecticiden, isolatie en halfgeleiders.

De Australische bodem kan een tekort aan borium hebben, en boorhoudende meststof wordt gebruikt om te helpen bij wortelgroei en bloei.

Hoewel ik boorchemie onderzoek voor energieconversie en opslag, het element heeft een rijke historie met veel praktische toepassingen.

Wat maakt borium zo bijzonder?

Door zijn reactiviteit, borium bestaat van nature alleen in combinatie met andere elementen, vorming van boorzuur en anorganische zouten bekend als boraten.

Een belangrijke reden waarom boor zo veelzijdig is, is zijn elektron-deficiënte aard, wat betekent dat het erg geneigd is om elektronen van andere elementen te accepteren en gemakkelijk veel interessante verbindingen vormt met zowel metalen als niet-metalen.

Bijvoorbeeld, metaalboriden, verbindingen gevormd tussen metaal (M) en boor (B), zoals reniumdiboride, hebben een hoge hardheid vanwege uitgebreide B-B- en M-B-bindingen. Er is ook boorcarbide, dat is een extreem hard en licht keramiek dat wordt gebruikt in kogelvrije vesten en tankpantsers.

Borium-10 (10B), een stabiele isotoop die kan worden geïsoleerd door uitgebreide destillatie van vluchtige boorverbindingen, heeft geleid tot Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) die lokaal invasieve kwaadaardige tumoren behandelt, zoals terugkerende hoofd-halskanker.

Opmerkelijk, de Nobelprijs voor Scheikunde is minstens drie keer toegekend aan wetenschappers die werkzaam zijn op het gebied van boorchemie.

Een recente bijdrage is de "Suzuki Coupling"-reactie in 2010, die een revolutie teweegbracht in de chemische synthese en productontwikkelingen ondersteunt zoals Organic Light Emitting Display (OLED), die kan worden gebruikt voor dunne, kleurrijke tv's.

Borium versus koolstof

Boor en koolstof zijn aangrenzende elementen in het periodiek systeem en zijn in veel opzichten vergelijkbaar. Carbon heeft aantoonbaar meer publiciteit gekregen, echter. Meest recent, er is veel aandacht besteed aan grafeen - een atomaire laag van koolstofatomen - dat veel potentiële hightech-toepassingen heeft.

Net als bij koolwaterstoffen, borium vormt een reeks neutrale boranen die ooit werden bestudeerd als raketbrandstof omdat ze een enorme hoeveelheid energie produceren bij reactie met zuurstof. Maar ze bleken vaak giftig en te moeilijk te bestrijden.

Elementair boor bestaat in 16 bekende "allotropen" - verschillende vormen van hetzelfde element. Koolstof heeft twee gemeenschappelijke:diamant en grafiet.

De moeilijkheid bij het beheersen van de vorming van gewenste boorallotropen vertraagt ​​het onderzoek. In tegenstelling tot, koolstofmaterialen kunnen gemakkelijk worden voorbereid en bestudeerd.

Een centrale rol in energieomzetting en -opslag

Het is opwindend om te zien hoe wetenschappers over de hele wereld rondzwerven in laboratoria, nieuwe manieren vinden om dit moedige kleine element te gebruiken.

Hier zijn enkele van de grote vragen die ze aanpakken:

1. Borium als energiebron

Sommige onderzoekers onderzoeken of we energie uit boor kunnen halen met behulp van aneutronische fusie, een vorm van fusiekracht waarbij verwaarloosbare hoeveelheden neutronen vrijkomen.

2. Borium als energiedrager

Verbindingen die boor bevatten, stikstof en waterstof kunnen waterstof effectief opslaan en overbrengen. Dit is belangrijk omdat waterstof een ideale kandidaat is om energie op te slaan die wordt geproduceerd door windparken en zonne-energiecentrales.

Natriumdifluor (oxalato) boraat, anderzijds, kan beter presteren dan sommige commerciële verbindingen als elektrolytzout voor opkomende natrium-ionbatterijen, die een goede kandidaat zou kunnen zijn voor grootschalige energieopslag.

3. Borium voor warmtebehoud

Sommige installaties voor het verwarmen van water op zonne-energie en voor de opwekking van zonne-energie gebruiken collectorbuizen van borosilicaat om gereflecteerde straling van spiegels te benutten. zodat de stoomturbines efficiënter kunnen worden aangedreven.

We hebben ook strengere bouwnormen gezien met betrekking tot warmtebehoud, bevordering van het gebruik van boraten voor isolatie van glasvezel.

Onder de indruk?

Moet borium meer in de schijnwerpers komen te staan?

Ik weet zeker dat boor een ster zal blijven in onze door technologie gedreven samenleving. Van kunstmest tot OLED-schermen, het staat klaar om een ​​grote impact te hebben.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.