物以稀有為貴 因造福人類為寶
- 發佈時間:2015-07-05 01:30:53 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
本報記者劉 霞綜合外電
不久前,美國《大眾科學》網站列出了世界上最昂貴的13種物質,並闡釋了這13種物質為何如此昂貴,以及人們為了得到這13種昂貴物質所付出的代價。
1.反物質:6.25萬億美元/克
反物質由反粒子組成,反粒子與普通物質粒子的品質相同,但電荷相反。反物質的概念由英國物理學家保羅·狄拉克最早提出。他在1928年預言,每一種粒子都應該有一個與之相對的反粒子,例如反電子,其品質與電子完全相同,而攜帶的電荷正好相反。
當粒子和反粒子相遇時,雙方就會相互湮滅抵消,發生爆炸並以高能光子(伽馬射線)、中微子、更低品質的粒子—反粒子對的形式釋放出巨大能量,其威力遠高於氫彈爆炸。在美國暢銷書作家丹·布朗的小説《天使與魔鬼》裏,恐怖分子企圖從歐洲核子研究中心(CERN)盜取0.25克反物質,進而炸毀整座教廷城。
反物質如此昂貴的原因在於其非常難製造,而且壽命非常短暫。2011年6月5日,歐洲核子研究中心的科學家在英國《自然·物理》雜誌上報告説,他們成功地將反氫原子“抓住”長達1000秒的時間,也就是超過16分鐘,這有利於對反物質性質進行精確研究。科學家在論文中表示,他們在這一輪研究中,先後用磁場陷阱抓住了112個反氫原子,時間從1/5秒到1000秒不等。分析還顯示,這次抓住的反氫原子大多數處於基態,也就是能量最低、最穩定的狀態,這有可能是第一次製造出的基態反物質原子。如果能讓反物質原子在基態存在10分鐘到30分鐘,就可以滿足大多數實驗的需要。
2.锎-252:2700萬美元/克
锎-252是一種罕見的放射性同位素。別看锎-252壽命不長,可本事卻特別大。每克锎-252每秒鐘放出的中子有2.31萬億個,這些中子的平均能量為230萬電子伏特,因此,锎-252是十分理想的中子源,優越性大大超過了核反應爐,可用於對煤、水泥和礦物質的伽馬中子活化分析(PGNAA)以及對爆炸物、地雷、非爆炸的軍備物質的探測和確定。
在核醫學領域,锎-252也是一支異軍突起的生力軍。癌症是危害人類生命的頑敵,為此,醫學家想出各種辦法來對付它。科學家發現,锎-252是癌症的“剋星”。在患癌部位注射約幾微克锎-252,它放出的中子就能有效地殺死癌細胞,而對周圍健康細胞的危害卻比其他放射療法要小得多。
锎-252的其他用途還包括用於中子放射線照相術、用作反應堆啟動源以及度量標準等。
雖然有如此多且重大的好處,但可惜,锎是一種人造元素,且合成極為困難,地球上的锎-252總共只有2克左右。
3.鑽石:5.5萬美元/克
鑽石是指經過琢磨的金剛石;是碳的同素異形體;是在地球深處高壓、高溫條件下形成的一種由碳元素組成的密度相當高的碳結晶體。
鑽石在天然礦物中的硬度最高,不過,其脆性也相當高,用力碰撞則會碎裂。鑽石的穩定性比石墨烯差。鑽石是目前已知最硬的礦物,其硬度很大程度上源於其原子之間強烈的共價鍵。鑽石還擁有很好的導熱性。這些屬性確立了鑽石在工業切割領域的重要地位,鑽石可用作拋光工具,還可用做鑽石刀以及金剛石砧壓槽。
4.氚:3萬美元/克
氚是氫的放射性同位素,自然界中存在極微,從核反應制得。自然界中的氚由宇宙射線而來,當宇宙射線所帶的高能量中子擊中氘核,氘核與中子結合為氚核;而人工合成的氚則從核反應制得,用中子轟擊鋰可産生氚。
在研究中,氚一般被用於核聚變反應堆以及中子發生器中。氚在日常生活中的用途也很廣泛:通過將氚同一種以輻射形式釋放光的化學物質相混合,可以獲得一種不需要電池的持續光源。
氚的輻射衰變是一種能量很低的β衰變,衰變過程中只會放出高速移動的電子,不會穿透人體,因此只有大量吸入氚或者暴露在氚中才會對人體造成傷害。氚會發射β射線而衰變成氦3,半衰期為12.5年。
5.塔菲石:超過2萬美元/克
塔菲石的英文名Taaffeite,來源於一個叫塔菲(Taaffe)的人。1945年,愛爾蘭都柏林的寶石學家愛德華·塔菲伯爵在當作尖晶石買來的一顆淺紫色寶石中發現微弱的雙影現象,後將該寶石送倫敦某寶石實驗室,在1951年經鑒定為一種新的寶石品種。
塔菲石由鎂、鈹和鋁組成,是第一種已知的有鈹、鎂作為主要組成部分的寶石。目前,其主要用途就是用作寶石。物以稀為貴,由於礦脈少,所以塔菲石身價不菲。
6.紅硅硼鋁鈣石:9000美元/克
紅硅硼鋁鈣石學名鋁硼鋯鈣石(Painite),又名硅硼鈣鋁石,是1951年發現的新寶石礦物,只有緬甸的抹谷和克欽邦出産,是世界最難找到的礦物之一,因此,很多人對其聞所未聞。目前,地球上只發現了25個紅硅硼鋁鈣石小晶體和1個雙面晶體。
7.钚:4000美元/克
钚是一種放射性元素,最著名的作用是用作核燃料和核武器的裂變劑。第二次世界大戰期間,美國投于日本長崎市的原子彈,就使用了钚製作內核部分。钚也是放射性同位素熱電機的熱量來源。钚有毒、易燃,在自然界中的數量很少。
钚及其同位素因為其放射性而有一定危險性,但钚産生的α射線並不會穿透人體的皮膚而進入人體,而且,钚的半衰期很長,使得單位時間裏的輻射量相對要小,危害也就更小。钚容易在人體的肝臟和骨骼中聚集,但該過程非常緩慢。在20世紀40年代,美國就有26名工作人員因核武器研究受到了钚的污染,但在他們身上並沒有出現嚴重的健康影響,更沒有人因此而死亡。
8.麥角酸二乙基酰胺:3000美元/克
麥角酸二乙基酰胺,又名麥角酰二乙胺(LSD),是這張榜單中最昂貴的藥物,也是最強烈的中樞神經幻覺劑。1938年,首次由麥角菌(一種生長在黑麥或其他穀物中的真菌)之成分麥角酸製造而來,現多由麥角素半合成而得,為無嗅、稍帶苦味的白色結晶體。
LSD能造成使用者6到12小時的感官、感覺、記憶和自我意識的強烈化與變化,曾在美國搖滾界很受歡迎,有些歌手服用這種藥物後覺得有創作靈感,於是便誕生了一種搖滾風格——迷幻搖滾。
LSD除了能造成嚴重的精神混亂外,還能給肉體帶來痛苦,一些服用者還會出現嚴重的暴力傾向,給自己和周圍的人帶來傷害。因此,LSD在世界各國都普遍被認為是一種危害甚大的毒品而加以嚴厲查禁。
9.犀角:110美元/克
犀角,即犀牛角,為犀科動物印度犀、爪哇犀、蘇門犀等的角。在中國大陸及台灣地區、南韓和一些東亞國家,犀牛角被製成傳統藥材。阿拉伯國家則把犀角看作社會級別的象徵;在葉門和阿曼,犀牛角被用來製作儀式上使用的匕首手柄。
由於市場需求強勁,犀牛被大肆獵殺,已瀕臨滅絕。
10.鉑:60美元/克
鉑是一種特殊的物質,在工業、裝飾和改善環境等方面都有很大的價值。所有人們消費的商品中,有超過20%的商品要麼包含鉑,要麼用鉑生産而成。鉑出現在首飾、汽車等催化式排氣凈化器、電子設備和抗癌藥物中。每8噸鉑礦石才生産1盎司鉑。
11.銠:58美元/克
1803年,英國化學家及物理學家威廉·海德·沃拉斯頓在粗糙的鉑礦石內發現了銠。銠的英文名為RHODIUM,源自希臘語rhodon,意為“玫瑰”,因為銠鹽的溶液呈現玫瑰的淡紅色。
銠是一種堅硬且堅固的金屬,除了製造合金外,還可用作其他金屬的光亮而堅硬的鍍膜,例如,鍍在銀器或照相機零件上;另外,將銠蒸發至玻璃表面上,形成一層薄臘,便可造成一種特別優良的反射鏡面。
12.金:56美元/克
純金很柔軟,通常與銀、銅、鉑、鈀等金屬組成合金,從而增加其強度。金合金被用來製造珠寶、裝飾品、錢幣。金是一種很好的熱導體和電導體,而且暴露在空氣中也並不會失去光澤,因此,可用來製造印刷電路板。
金具有良好的紅外輻射反射能力,能被用來幫助宇宙飛船和航太器阻隔來自太陽的熱。鑲金的鏡子可用於製造對紅外光非常靈敏的望遠鏡。
13.藏紅花:11美元/克
藏紅花是世界上最貴的藥用植物、最好的染料、最高檔的香料,主要分佈在歐洲、地中海及中亞等地。藏紅花擁有一種獨特又迷人且無法被複製的香味,在地中海地區、東方菜肴、阿拉伯和印度以及英國、斯堪的那維亞和巴爾幹的麵包中用作調色和調味佐料,也是法式菜濃味燉魚和西班牙肉菜飯的重要成分。例如,藏紅花就是西班牙海鮮飯中的必備調料。
藏紅花以兩種形式出售:粉末狀和條狀,每種形式在廚房中的表現很不一樣。