Frank Gehry's Guggenheim-museum in Bilbao, Spanje, is gemaakt van titanium en glas. Tim Graham/Getty Images

Genoemd naar de kolossale Titanen uit de Griekse mythologie, titanium is pond-voor-pond het sterkste metaal op aarde. Hoewel het geen schaars metaal is, het is duur vanwege de kosten om het te ontginnen en te produceren. Je hebt misschien gehoord van titanium golfclubs of titanium onderzeeërs, maar wist je ook dat er titanium in witte cake icing zit? Hier zijn zes coole feiten over het beroemde stoere metaal.

1. Het 'goddelijke' metaal werd pas in de 20e eeuw gesmeed

Lang geleden in 1791, een amateur Britse mineraloog en kerkpredikant William Gregor schepte wat merkwaardig zwart zand op in een beek in de buurt van de stad Cornwall. Een deel van het zand was magnetisch, waarvan Gregor vaststelde dat het ijzeroxide was, maar het andere materiaal was een mysterie. Het was zeker een ander oxide, maar niet een in de boeken van de Royal Geological Society.

Duitse chemicus, Martin Heinrich Klaproth herontdekte het vreemde oxide in 1795 en gaf het zijn mythologische naam, titaanoxide, naar de goden die in de Griekse mythologie aan de Olympiërs voorafgingen

Hoewel het werd ontdekt in de late 18e eeuw, puur titanium werd pas in 1910 geïsoleerd uit zijn oxide, toen de Amerikaanse chemicus Matthew Hunter, werkzaam bij General Electric, bedacht hoe het zilverachtige metaal van zijn oxide te strippen onder hoge hitte en druk in een verzegelde "bom".

2. Het is ongelooflijk licht en sterk

Titaniumlegeringen (mengsels van titanium en andere metalen) hebben de hoogste sterkte-gewichtsverhouding van alle metalen op aarde. Zuiver titanium is zo sterk als staal, maar 45 procent lichter.

Dankzij de indrukwekkende sterkte-gewichtsverhouding van titanium zijn titaniumlegeringen de beste materialen voor vliegtuigmotoren en carrosserieën, raketten, raketten — elke toepassing waarbij metalen onderdelen zo sterk en licht mogelijk moeten zijn.

De Airbus A380, het grootste passagiersvliegtuig ter wereld, omvat 77 ton (70 ton) titanium, vooral in zijn enorme motoren.

Dankzij een metallurgische innovatie in de jaren dertig, het "Knox-proces", Commercieel smeden van titanium kwam in de jaren 40 en 50 in volle gang. De eerste toepassing was in militaire vliegtuigen en onderzeeërs (zowel Amerikaanse als Russische), en vervolgens commerciële vliegtuigen in de jaren zestig.

3. Titanium roest niet

Corrosie is een elektrochemisch proces dat de meeste metalen in de loop van de tijd langzaam vernietigt. Wanneer metalen worden blootgesteld aan zuurstof, in de lucht of onder water, de zuurstof grijpt elektronen op, het creëren van wat we metaal "oxiden" noemen. Een van de meest voorkomende corrosieve oxiden is ijzeroxide, oftewel roest.

Maar niet alle oxiden stellen het onderliggende metaal bloot aan corrosie. Wanneer titanium in contact komt met zuurstof, het vormt een dunne laag titaniumdioxide (TiO2) op het oppervlak. Deze oxidelaag beschermt het onderliggende titanium eigenlijk tegen corrosie veroorzaakt door de meeste zuren, alkaliën, vervuiling en zout water.

De natuurlijke anticorrosieve eigenschappen van titanium maken het het ideale materiaal, niet alleen voor vliegtuigen, maar ook voor onderzeese componenten die worden blootgesteld aan zeer corrosief zout water. Scheepsschroeven zijn bijna altijd gemaakt van titanium, en dat geldt ook voor de interne ballast- en leidingsystemen van het schip, en hardware aan boord blootgesteld aan zeewater.

4. Titanium leeft in lichaamsdelen, Van kop tot teen

Diezelfde dunne laag titaniumdioxide die titanium tegen corrosie beschermt, maakt het ook het veiligste materiaal om in het menselijk lichaam te implanteren. Titanium is volledig "biocompatibel, " wat betekent dat het niet giftig is, niet-allergeen en kan zelfs versmelten met menselijk weefsel en bot.

Titanium is het chirurgische materiaal bij uitstek voor bot- en gewrichtsimplantaten, schedel platen, de wortels van tandheelkundige implantaten, haringen voor kunstmatige ogen en oren, hartkleppen, spinale fusies, en zelfs urethrale stints. Studies hebben aangetoond dat titaniumimplantaten het immuunsysteem van het lichaam ertoe aanzetten om bot rechtstreeks op het titaniumoppervlak te laten groeien, een proces dat osseointegratie wordt genoemd.

Andere redenen waarom titanium de beste keuze is voor heupprothesen en pinnen voor gebroken botten, is dat titanium die beroemde hoge sterkte-gewichtsverhouding heeft, waardoor implantaten lichtgewicht blijven, plus het vertoont dezelfde exacte elasticiteit als menselijk bot.

5. Het schommelt in golfclubs en andere sportuitrusting

Toen de prijs van puur titanium aan het eind van de 20e eeuw daalde, fabrikanten gingen op zoek naar meer commerciële toepassingen voor dit wondermetaal. De lichtgewicht sterkte van titanium maakte het een uitstekende pasvorm voor sportartikelen.

De allereerste titanium golfclubs kwamen halverwege de jaren negentig in de winkels, inclusief een gigantische chauffeur uit Callaway die bekend staat als Great Big Bertha. De clubs waren duur in vergelijking met stalen of houten drivers, maar hun succes bracht andere sportfabrikanten ertoe om zich in titanium te verdiepen.

Nu kun je titanium vinden in elk stuk sportuitrusting waar gewicht, sterkte en duurzaamheid staan ​​centraal:tennisrackets, lacrosse stokken, ski's, fietsframes, honkbalknuppels, uitrusting voor wandelen en bergbeklimmen, kampeeruitrusting, en zelfs hoefijzers voor professionele renpaarden.

6. Witte verf (en cakeglazuur) bevat titanium

Slechts 5 procent van de 6,3 miljoen ton (5,7 miljoen ton) titanium die elk jaar wordt geproduceerd, wordt tot metaal gesmeed. Het overgrote deel wordt omgezet in titaandioxide, hetzelfde materiaal dat titanium van nature beschermt tegen corrosie. Titaandioxide wordt wereldwijd gebruikt als een niet-giftig bleekpigment voor verf, cosmetica, medicijnen en voedsel, inclusief witte cake icing.

Witte verf werd vroeger geverfd met een pigment op basis van lood, maar toen de gezondheidseffecten van lood eenmaal bekend waren, titaandioxide nam het over. Het blijkt dat op titanium gebaseerde pigmenten enkele coole eigenschappen hebben.

Huisschilders kiezen voor witte verven op titaniumbasis omdat ze corrosiewerend zijn en langer meegaan. Titaanoxide is extreem refractief, waardoor het een natuurlijke schittering krijgt die groter is dan die van een diamant en een bijzonder heldere wittint produceert. Titaanoxide reflecteert ook infrarood licht, daarom worden verven op basis van titanium altijd gebruikt aan de buitenkant van zonne-observatoria om infrarood licht te verspreiden dat beelden vertroebelt.

Dat is nou cool

De architect Frank Gehry koos titanium om de buitenkant van het prachtige Guggenheim Museum in Bilbao in te pakken, die is omhuld in 33, 000 titanium panelen die onder verschillende lichtomstandigheden van kleur en schittering veranderen.