آشنایی با نقش فلز نقره در صنایع
آشنایی با نقش فلز نقره در صنایع
نقره یا از معادن سرب به عنوان یک عنصر و یا از معادن نقره به صورت تکی استخراج می شود. این فلز به دلیل استفاده در ساخت جواهرات و سکه شهرت زیادی دارد. البته امروزه کاربرد نقره از مد و فشن، به سمت صنعت تغییر مسیر داده است. نقره فلزی کمیاب و گرانبها بوده که از نظر شیمیایی فلزی نجیب محسوب می شود. این عنصر در پزشکی نیز نقش کاربردی دارد که یکی از آنها خواص سم زدایی و ضد میکروبی آن می باشد. به دلیل درخشندگی و بازتابندگی بالایی که این فلز دارد، از آن در آیینه کاری نیز استفاده می گردد. در این مقاله نقش فلز نقره در صنایع مورد بررسی قرار می گیرد.
احتمالا نقره تنها فلزی باشد که می توان آن را هم به صورت خمیر و هم به صورت پودر در آورد. این عنصر قادر است با دیگر فلزها آلیاژ شود و به شکل ورقه های خیلی نازک در آید. بنابراین برای استفاده از نقره و ساخت وسایل مختلف باید مس یا فلزات دیگر را به آن اضافه کرد. این فلز حتی به عنوان یک کاتالیزور نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
ویژگی های شیمیایی نقره
نقره فلزی بسیار نرم، انعطاف پذیر و چکش خوار است که از نظر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی به گروه ۱۱ جدول تناوبی که شامل مس و طلا هستند، شباهت دارد. شکل این فلز به صورت شبکه های مکعبی متبلور بوده و پیوندهای فلزی در آن ضعیف و فاقد خصوصیات کووالانسی می باشد. خاصیت درخشندگی و سفیدی فلز نقره باعث شده تا آن را به اسم یک رنگ نیز بشناسند. گروه ۱۱ جدول تناوبی به باند d نیز معروف هستند. این گروه مجموعه ای از پیکربندی های الکترونی بوده که انرژی مورد نیاز برای تحریک الکترون در نقره نسبتا بزرگ است. از این رو طیف رنگی در فلز نقره دیده نمی شود.
بازتاب نوری نقره در طول امواج ۴۵۰ نانومتر بیشتر از آلومینیوم است که همین قاعده در طول موج های کوتاهتر از ۴۵۰ نانومتر پایین تر می باشد. معمولا برای عناصر گروه ۱۱ جدول تناوبی هدایت حرارتی و الکتریکی متداول است، اما بهتر است بدانید که هدایت الکتریکی در نقره از دیگر فلزات حتی مس نیز بزرگ تر است. البته به دلیل هزینه های زیاد از این خاصیت نقره استفاده زیادی نمی شود. همچنین مقاومت تماسی این فلز از دیگر فلزات کمتر بوده و با مس، طلا و روی به راحتی آلیاژ تشکیل می دهد. این عنصر در دماهای قرمز واکنش نشان نمی دهد. همین ویژگی باعث شده که مانند طلا به عنوان یک فلز نجیب در نظر گرفته شود. تمام نکاتی که گفته شد از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی نقره هستند که نقش فلز نقره در صنایع را افزایش می دهند.
معرفی کاربردهای فلز نقره در صنایع
در سکه و اقتصاد پولی
طبق شواهد باستان شناسی، نقره از رسوبات طبیعی سولفید استخراج می شود و پس از استخراج در ساخت سکه به کار می رود. همچنین به دلیل ویژگی چکش خواری فلز نقره، از آن در تولید ظروف دربار پادشاهی و اسباب فخر فروشی طبقاتی در تمدن های مختلف استفاده می شده است. به دلیل ارزشمندی و کمیاب بودن این فلز در گذشته، مردم ثروت خود را به صورت سکه های نقره حفظ می کردند، اما امروزه شمش نقره یکی از بهترین راه های حفظ ثروت محسوب می شود.
نقش فلز نقره در عکاسی
تا قبل از اینکه عکاسی به عصر دیجیتال برسد، نقره پایه ثابت عکاسی آنالوگ بود. هالیدهای نقره که در فیلم وجود دارند، به شدت به نور وابسته بوده، به طوری که در فیلم عکاسی، هالیدهای نقره در اثر برخورد نور تغییر می کردند و در نهایت تصویر مخفی روی نوار فیلم ایجاد می شد.
نقش فلز نقره در الکترونیک
فلز نقره به دلیل دارا بودن خاصیت هدایت الکتریکی و حرارتی بالا، در سیم های دستگاه های الکتریکی کاربردهای فراوانی دارد. معمولا برخلاف صنعت مد و فشن که از نقره به صورت استرلینگ استفاده می شود، در صنعت الکترونیک به صورت خالص آن را به کار می برند. ترکیب خمیر نقره که از حل شدن نقره در اسید نیتریک تهیه می شود، در صنایع الکترونیک زیاد مورد استفاده قرار می گیرد. از جمله کاربردهای آن می توان به ساخت بردهای الکتریکی و خازن های سرامیکی اشاره نمود.
از خمیر نقره در صنعت اتومبیل سازی نیز به عنوان ضد یخ استفاده می شود. همچنین در ساخت انواع لوازم خانگی مانند تلویزیون های پلاسما از نقره استفاده می گردد که کیفیت تصاویر این وسایل را دوچندان خواهد کرد. لایه نازک روی دی وی دی و سی دی نیز از نقره ساخته می شود. همچنین باتری های ساخته شده با نقره، جایگزین خوبی برای باتری های لیتیومی محسوب می شوند. با بررسی نقش فلز نقره در صنایع مختلف می توان گفت که در آینده حیات بشر، این عنصر چشم انداز جدیدی ایجاد می کند.
نقش فلز نقره در صنعت چاپ
نقش فلز نقره در صنایع چاپ، استفاده از آن به صورت نانو است. اندازه ذرات نقره به صورت نانومتر از یک تا صد می باشد که دستگاه های چاپگر به وسیله این ذرات کار می کنند. همچنین علاوه بر چاپگرها از این عنصر در تگ های RFID نیز استفاده می شود که تقریبا هر تگ از ده میلی گرم نقره ساخته شده است. با توجه به تقاضای فراوان این فلز در صنایع چاپ، مقدار زیادی از نقره جهان در این مسیر کاربرد دارد.
نقش فلز نقره در انرژی
از خمیر نقره در ساخت صفحات خورشیدی استفاده می گردد. زمانی که نور خورشید به این صفحات می تابد، خمیر نقره جریان الکتریکی را با سرعت زیاد هدایت کرده و باعث تولید انرژی می شود. همچنین صنعت نقره در انرژی هسته ای نیز کاربرد دارد، به طوری که با جذب نوترون ها، سرعت شکافت هسته ای در راکتورها را کاهش می دهد.
نقش فلز نقره در لحیم کاری
نقره با خاصیت استحکام کششی که دارد، در صنایع استراتژیک برای اتصال دو قطعه به هم مورد استفاده قرار می گیرد که به آن لحیم کاری می گویند. لحیم کاری به دو صورت سخت و نرم با قراضه نقره انجام می شود. لحیم کاری سخت در دمای ششصد درجه سانتی گراد و لحیم کاری نرم در دمای زیر ششصد درجه سانتی گراد انجام خواهد شد. خاصیت ضد سمی و ضد باکتریایی قراضه نقره باعث شده تا از آن برای اتصال لوله های آب استفاده گردد.
نقش فلز نقره در تولید مواد شیمیایی
نقش فلز نقره در صنایع شیمیایی به عنوان یک کاتالیزور را نمی توان نادیده گرفت. این عنصر سرعت واکنش ها را در تولید اتیلن اکسید و فرمالدئید افزایش می دهد. در ساخت پلاستیک انعطاف پذیر همچون پلی استر و دستگیره پلاستیکی و همچنین ضد یخ از اتیلن اکسید استفاده می گردد. فرمالدئید نیز جهت تولید یک پوشش محافظ، رزین جامد و پلاستیک کاربرد دارد.
در صنایع پزشکی
با توجه به خاصیت ضد باکتریایی نقره، این فلز کاربردهای زیادی به شرح زیر در صنعت پزشکی دارد.
- از فویل های نقره برای گذاشتن در اطراف زخم و جلوگیری از عفونت استفاده می شود.
- دخالت نقره در تولید قطره های چشمی برای ضدعفونی کردن چشم ها، دیگر نقش فلز نقره در صنایع پزشکی به شمار می رود.
- آغشته کردن سطح خارجی وسایل جراحی و پانسمان به نقره، سبب کشتن میکروب ها و باکتری ها خواهد شد.
- به کار بردن نقره در پماد و کرم های سوختگی و ترمیم کننده باعث از بین رفتن میکروب ها و ترمیم مجدد بافت آسیب دیده می شود.
- از نیترات نقره نیز در ساخت داروهای سوزاننده میخچه و زگیل استفاده می گردد.
- نقره در ارولوژی برای از بین بردن عفونت های مجاری ادراری به کار می رود.
- در صنعت پزشکی نیز اسپری هایی با محتویات نقره برای ترک سیگار تولید شده اند.
- در ترکیب آمالگام برای پر کردن دندان های پوسیده از نقره استفاده خواهد شد.
کاربرد در موتورهای صنعتی
همانطور که ثابت شده، نقطه ذوب نقره بسیار بالا است. پس دمای بالای موتورهای صنعتی را به راحتی می تواند تحمل کند. قوی ترین بلبرینگ ها از جنس فولاد که بسیار محکم و مقاوم هستند، ساخته می شوند. البته برای اینکه این فولاد در مقابل حرارت بالا نیز مقاوم باشد، یک لایه نقره روی سطح آن آب کاری می گردد.
احتیاط در استفاده از فلز نقره
با توجه به نقش فلز نقره در صنایع مختلف که در طول محتوا بیان کردیم، باید به مواردی نیز توجه داشت تا از خطرات احتمالی آن در امان ماند. در ادامه به بیان این موارد خواهیم پرداخت.
نقره ترکیباتی دارد که نسبت به دیگر فلزات از سمیت کمتری برخوردار است، زیرا هنگام هضم در بدن، جذب کمتری دارد و آنچه که جذب می شود، به سرعت به ترکیبات نامحلول نقره تبدیل خواهد شد. از طرفی نیترات و فلوراید نقره سوز آور هستند و می توانند باعث گاستروآنتریت، آسیب های بافتی، فشار خون، اسهال، گرفتگی عضلات، فلج و ایست تنفسی شوند.
حیواناتی که به صورت مستمر از نمک های نقره استفاده می کنند، دچار کم خونی، نکروز کبد و کلیه ها و کند شدن رشد می شوند. بعضی از ترکیبات نقره مثل ترکیبات آمید، نیتروژن آزید، اگزالات، استیلید و اکسید نقره انفجاری هستند. این فلزات می توانند با وارد شدن ضربه، خود به خود و یا با برخورد نور منفجر شوند. برای جلوگیری از این اتفاقات، آمونیاک و استیلن باید از تجهیزات نقره دور نگه داشته شوند. همچنین این فلز در دوزهای بالا و یا ترکیبات حاوی آن می توانند در سیستم گردش خون جذب شده و در بافت های بدن ذخیره شوند. در نتیجه باعث به وجود آمدن رنگدانه های آبی- خاکستری در غشاهای مخاطی پوست و چشم خواهند شد.