Het is verbazingwekkend om te bedenken dat alles om ons heen bestaat uit slechts 90 bouwstenen - de natuurlijk voorkomende chemische elementen. Dmitri Mendelejev bracht de 63 destijds bekende op orde en publiceerde in 1869 zijn eerste versie van wat we nu herkennen als het periodiek systeem. de Amerikaanse burgeroorlog was net voorbij, Duitsland stond op het punt te worden verenigd, Tolstoj publiceerde Oorlog en vrede, en het Suezkanaal werd geopend.

Er zijn nu 118 bekende elementen, maar slechts 90 die in de natuur voorkomen. De rest zijn meestal superzware stoffen die de afgelopen decennia in laboratoria zijn ontstaan ​​door kernreacties, en snel verval in een of meer van de natuurlijke elementen.

Waar elk van deze natuurlijke elementen in het periodiek systeem zit, kunnen we meteen veel weten over hoe het zich zal gedragen. Om de 150e verjaardag van deze geweldige bron te herdenken, UNESCO heeft 2019 uitgeroepen tot het Internationale Jaar van het Periodiek Systeem.

Als onderdeel van de vieringen, de European Chemical Society heeft een geheel nieuwe versie van het periodiek systeem gepubliceerd – zie hoofdafbeelding. Het is ontworpen om een ​​in het oog springende boodschap over duurzame ontwikkeling te geven; gebaseerd op een origineel idee in de jaren 70 van de Amerikaanse chemicus William Sheehan, de tabel is volledig opnieuw getekend, zodat het gebied dat door elk element wordt ingenomen, zijn overvloed op een logschaal weergeeft.

Rood voor gevaar

Elk gebied van de nieuwe tabel heeft een kleurcode gekregen om de kwetsbaarheid aan te geven. In de meeste gevallen, elementen gaan niet verloren, maar zoals we ze gebruiken, ze worden verdreven en veel minder gemakkelijk te herstellen. Rood geeft aan dat dissipatie de elementen over 100 jaar of minder veel minder gemakkelijk beschikbaar zal maken - dat is helium (He), zilver (Ag), telluur (Te), gallium (Ga), germanium (Ge), strontium (sr), yttrium (Y), zink (Zn), indium (In), arseen (As), hafnium (Hf) en tantaal (Ta).

Om maar een paar voorbeelden te geven, helium wordt gebruikt om de magneten in MRI-scanners te koelen en zuurstof te verdunnen voor diepzeeduiken. Vitale staven in kernreactoren gebruiken hafnium. Strontiumzouten worden toegevoegd aan vuurwerk en fakkels om levendige rode kleuren te produceren. Yttrium is een onderdeel van cameralenzen om ze schok- en hittebestendig te maken. Het wordt ook gebruikt in lasers en legeringen. Gallium, In de tussentijd, wordt gebruikt om spiegels van zeer hoge kwaliteit te maken, lichtgevende dioden en zonnecellen.

In de tussentijd, de oranje en gele gebieden op het nieuwe periodiek systeem anticiperen op problemen veroorzaakt door het toegenomen gebruik van deze elementen, te. Groen betekent dat er voldoende beschikbaar is – waaronder zuurstof (O), waterstof (H), aluminium (Al) en calcium (Ca).

Vier elementen – tin (Sn), tantaal (Ta) wolfraam (W) en goud (Au) – zijn zwart gekleurd omdat ze vaak afkomstig zijn van conflictmineralen; dat is, uit mijnen waar oorlogen worden uitgevochten over hun eigendom. Ze kunnen allemaal meer ethisch worden geproduceerd, het is dus bedoeld als een herinnering dat fabrikanten hun oorsprong zorgvuldig moeten traceren om er zeker van te zijn dat mensen niet stierven om de mineralen in kwestie te leveren.

Smartphone tekorten

Van de 90 elementen, 31 dragen een smartphone-symbool - wat aangeeft dat ze allemaal in deze apparaten zitten. Dit omvat alle vier de elementen uit conflictmineralen en nog eens zes met een verwachte nuttige levensduur van minder dan 100 jaar.

Laten we eens kijken naar indium (In), bijvoorbeeld, die op de tafel rood gekleurd is. Elk touchscreen bevat een transparante geleidende laag van indiumtinoxide. Er is vrij veel indium, maar het is al sterk verspreid. Het is een bijproduct van de zinkproductie, maar er is slechts genoeg uit die bron voor ongeveer 20 jaar. Dan begint de prijs snel te stijgen – tenzij we iets doen om de huidige voorraden te behouden.

De drie belangrijkste mogelijkheden zijn:vervangen, recyclen of minder gebruiken. Er worden enorme inspanningen geleverd om alternatieve materialen te vinden op basis van aarde-overvloedige elementen. Het terugwinnen van indium van gebruikte schermen is mogelijk en wordt geprobeerd. Maar als we kijken naar het periodiek systeem en de zeer kostbare aard van zoveel elementen, kunnen we het misschien rechtvaardigen om onze telefoon om de twee jaar te veranderen?

Momenteel worden alleen al in het VK elke maand meer dan 1 miljoen telefoons verhandeld (10 miljoen in Europa, 12 meter in de VS). Als we onze smartphones inruilen, velen van hen gaan in eerste instantie naar de derde wereld voor hergebruik. De meeste komen terecht op stortplaatsen of er worden pogingen ondernomen om enkele elementen onder erbarmelijke omstandigheden te extraheren. De andere elementen blijven in zure brouwsels. Dit, en de vele die in lades liggen, is hoe de elementen in mobiele telefoons verdwijnen.

Het aantal telefoons dat we inruilen kan sterk worden verminderd en daarmee de vraag naar beperkte middelen zoals indium. In deze context, de recente winstwaarschuwing van Apple, mede doordat klanten hun iPhone iets minder vaak vervangen, was op zijn minst een teken van verbetering.

Maar zoals de nieuwe versie van het periodiek systeem onderstreept, we moeten er alles aan doen om de 90 kostbare bouwstenen van onze wonderbaarlijk diverse wereld te behouden en te recyclen. Als we deze problemen niet serieuzer gaan nemen, veel van de objecten en technologieën die we nu als vanzelfsprekend beschouwen, kunnen over een paar generaties overblijfselen zijn van een meer overvloedige leeftijd - of alleen beschikbaar voor rijkere mensen.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.