المپياد جهاني شيمي
 بور: کاربردها و پژوهش‌ها
بور: کاربردها و پژوهش‌هازنگ تفريح شيمي
بور عنصری چند منظوره است. این ماده برای تغذیه‌‌‌‌‌ی گیاهان ضروری است، یکی از عناصر مهم صنعت هسته‌‌‌ای محسوب می‌‌‌شود و همچنین عنصر اصلی یک سیال نامتعارف به نام اوبلک است.

 

جالب است بدانید...

 

ممکن است عنصر بور کلید تکامل حیات بر روی زمین باشد. این شبه‌فلز ریبوز (ribose)، بخش مهمی از RNA را تثبیت می‌‌‌کند. محتمل است که RNA قدیمی تر از DNA باشد. پژوهش‌‌‌‌ها نشان می‌‌‌دهند که در قدیمی‌ترین سنگ‌‌‌‌‌های یافت شده در کره‌‌‌‌‌ی زمین، عنصر بور وجود دارد. این سنگ‌‌‌‌ها متعلق به 3.8 میلیارد سال قبل هستند. این پژوهش‌‌‌‌ها نشان می‌‌‌دهند که زمین از روزهای ابتدایی خود موادی که برای ایجاد حیات ضروری هستند را داشته است. 

 

 

 

 

 همچنین ممکن است که اولین RNA ساخته شده، بور مورد نیاز خود را از یک شهابسنگ گرفته باشد. مطالعه‌‌‌ای در سال 2013 نشان داد شهابسنگی که منشأ مریخی داشت و از این سیاره به زمین رسیده و در قطب جنوب با زمین برخورد کرده بود، ده برابر بیشتر از سایر سنگ‌‌‌‌‌های فرازمینی بور با خود به همراه داشت. 

 

 بور در شبکه‌‌‌‌‌ی کریستالی، دومین ماده‌‌‌‌‌ی مستحکم جهان است. الماس، اولین ماده‌‌‌‌‌ی مستحکم دنیا هم شبکه‌‌‌ای کریستالی از کربن‌‌‌‌ها است. 

 

 بور برخلاف بسیاری از عناصر که در همجوشی‌‌‌‌‌های ستاره‌‌‌ای به وجود آمده‌‌‌اند، پس از مهبانگ یا انفجار بزرگ کیهانی، طی فرآیندی به نام واپاشی پرتوی کیهانی (cosmic ray spallation) ایجاد شده است. در این فرآیند برخورد پرتوهای کیهانی، هسته‌‌‌‌ها را می‌‌‌شکافد و عناصر جدید ایجاد می‌‌‌کند. 

 

پژوهش‌‌‌‌‌های فعلی:

شاید عنصر بور در زندگی روزانه و فرهنگ عمومی انسان‌‌‌‌ها وارد نشده باشد، اما دانشمندان فهرست بلندی از کاربردهای این شبه‌فلز در علم دارند. برای مثال، گیاه‌شناسان مدت هاست دریافته‌‌‌اند که گیاهان بدون وجود بور نمی‌‌‌توانند رشد کنند. بور یک ماده‌‌‌‌‌ی مغذی اصلی برای گیاه است. 

 

 

 

 

در آگوست سال 2014 محققان دانشگاه میسوری (University of Missouri) دریافتند که بور در سلول‌‌‌‌‌های بنیادین گیاهان وجود دارد. این سلول‌‌‌‌‌های بنیادی، سلول‌هایی موسوم به مریستم (meristems) را می‌‌‌سازند. سلول‌‌‌‌‌هایمریستم مسئول رشد گیاهان هستند. بنابراین در صورت عدم وجود بور در سلول‌‌‌‌‌های بنیادین، سلول‌‌‌‌‌های مریستم هم نمی‌‌‌توانند گیاه را رشد دهند. در زمین‌‌‌‌‌های  کشاورزی ایالات متحده‌‌‌‌‌ی امریکا، زمین‌‌‌‌‌های کشاورزی به منظور افزایش محصول با عنصر بور غنی‌سازی می‌‌‌شوند. 

 

بور همچنین می‌‌‌تواند در تکنولوژی‌‌‌‌‌هاینو هم استفاده شود. محققان در سال 2014 موفق شدند باکی‌بال (اتم‌‌‌‌‌های کروی شکل) بور را بسازند. باکی‌بال‌‌‌‌ها که مانند توپ فوتبال هستند و از شبکه‌‌‌ای مولکولی تشکیل شده‌‌‌اند در نانوتکنولوژی بسیار مورد استفاده هستند. باکی‌بال کربن که در نانوساختارهای کربنی استفاده می‌‌‌شود در دهه‌‌‌‌‌ی 1990 کشف شد و موجی از پژوهش‌‌‌‌ها را برای ساخت باکی‌بال عناصر دیگر به راه‌‌‌انداخت. 

 

لی شنگ ونگ (Lai-Sheng Wang)، شیمیدان دانشگاه براون (Brown University) و کاشف باکی‌بال بور می‌‌‌گوید: «اگر در جدول تناوبی عناصر خوب به عنصرها نگاه کنید، می‌‌‌بینید که عنصری بهتر از بور برای شروع پژوهش‌‌‌‌ها وجود ندارد.» پیوند میان اتم‌‌‌‌‌های بور بسیار محکم است. همچنین این عنصر نقطه‌‌‌‌‌ی ذوب بالایی دارد. با مشاهده‌‌‌‌‌ی این ویژگی ها، شنگ ونگ به سراغ ساخت واکی بال بور رفت. او و همکارانش با استفاده از لیزر، خوشه‌‌‌‌‌های بور را شکل داده و با تفسیر سرعت الکترون‌‌‌‌‌های کنده شده از ساختار، می‌‌‌توانستند نوع ساختار حاصل را ترسیم کنند. این محققان در مجله‌‌‌‌‌ی نیچر شیمی (journal Nature Chemistry) اعلام کردند که با استفاده از 39 اتم یا کمتر، صفحه‌‌‌‌‌ی بور ساخته می‌‌‌شود، اما برای ساخت کره‌‌‌‌‌ی بور، به 40 اتم بور نیاز داریم. 

 

 

 

 

این پژوهشگران همچنین دریافتند که ساختارهای صفحه‌‌‌ای بور نیز می‌‌‌توانند مفید و کاربردی باشند. مثلاً یک مولکول مسطح 36 اتمی بور می‌‌‌تواند یک دیسک را بسازد که در مرکز آن یک شش ضلعی کامل قرار گرفته است. ساخت چنین مولکولی به لحاظ نظری امکان ساخت ورقه‌‌‌ای از بور با ضخامت یک اتم را به ما می‌‌‌دهد. چنین ورقه‌‌‌ای در صنعت می‌‌‌تواند مشابه گرافن باشد.

 

گرافن صفحه‌‌‌‌‌ی کربن با ضخامت یک اتم است. در حال حاضر گرافن یکی از مواد اصلی مورد استفاده در فناوری است. زیرا این ماده ارزان، مستحکم، انعطاف پذیر و رسانا است. محققان هنوز موفق به ساخت صفحه‌‌‌‌‌ی مسطح بور یا همان بوروفن (borophene) نشده‌‌‌اند. اما معتقدند چنین ماده‌‌‌ای رسانای خوب حرارت و الکتریسیته است و می‌‌‌تواند در صنعت و تکنولوژی استفاده شود. 

 

 منبع:


منابع مفید:


1395/2/20لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 المپياد شيمي

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد شيمي
 پيوندها
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  5835
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  5835