4 Be 鈹 太空戰艦
2024-10-02 07:43:38
作者: [英] 凱薩琳·哈卡普
鈹是珍貴的。純鈹是一種毫不起眼的灰色金屬,但這種平凡的外貌遮蓋了它的魅力和價值。人們賦予事物價值的原因有很多——美觀、實用、稀有。而鈹三者皆有,雖然看似平平無奇,但如果我說鈹存在於一種寶石之中,你就會覺得它實至名歸了。
18世紀的啟蒙運動激發了人們對一切事物永不滿足的好奇心。有人仰望星空,尋找宇宙的秘密;有人窺視身體內部,揭示生命的奧秘;還有人研究地球,追尋自然的真相。一些化學家則研究起珍貴的珠寶,這些寶石美麗動人,或許可以從中找到一些奇妙的物質。法國化學家路易·尼古拉斯·沃克蘭將注意力轉向了綠柱石,它的特點是顏色多樣,比如海藍寶石和祖母綠,都是綠柱石的一種[1]。
1798年,沃克蘭將來自秘魯的祖母綠研磨成粉末,以尋找其中難以捉摸的誘人成分。他發現其主要成分是普通的二氧化矽,以及普通的氧化鋁。摧毀這些珠寶摧毀了它們的經濟價值,卻揭示了科學真相。他在破壞性實驗中除了找到上述的普通物質,還發現化學殘留物中隱藏著別的東西。這東西嘗起來有甜味,但肯定不是糖。沃克蘭將這種神秘的物質命名為「葡萄糖」(glucina,氧化鈹)。他雖然不知道被他稱為「葡萄糖」的究竟是什麼,但可以確定其中含有一種金屬,他命名為「葡萄糖素」(glucinum),這名字在當時毫無知名度。
隨著越來越多貴重的寶石被用來滿足好奇心,我們發現它們都含有相同的基本成分。沃克蘭發現的甜味物質成為綠柱石類(beryl)礦物和寶石的特徵,因此它被命名為鈹石(beryllia,氧化鈹)。金屬鈹最終在1828年被分離出來,得名鈹(beryllium)。
如果科學家希望得到的是一種讓珠寶反射出奪目光芒的金屬,或者希望找到讓綠柱石炫彩非凡的瑰麗金屬,那他們恐怕要失望了。最初在試管中得到的幾粒鈹暗淡無光,相貌平平。我們只能從綠柱石中才能提取出些許鈹金屬。而綠柱石種類雖多,但大多數都很稀有。所以,獲得純金屬鈹是一個艱難的過程,打碎這些美麗的寶石,從中提取平平無奇的金屬,似乎並不值得。將鈹添加到不斷增長的元素周期表中,確實是一項重大的科學成就,但它還是得有些實際的用途。
鈹很脆,很難進行加工。而且鈹的粉塵有劇毒,這意味著它的應用領域很狹窄。但這並沒有影響鈹投身於鮮為人知的科學領域——鈹的強度、耐熱性和較低的密度使其非常適合航空航天工業。在沉寂了幾十年之後,外表無趣的鈹終於在太空中開始了一種探險生活,它能讓火箭、衛星和太空望遠鏡的形態在大溫差條件下保持穩定。
許多元素在被發現後不久就被賦予了很高的價值。隨著這些元素應用逐漸廣泛,開採、提取的方法不斷進步,其價格就會下降,地位也會變得平凡。但鈹不是,它的稀有性意味著即使在技術進步的情況下,也不太可能投入民用。這種稀缺性來自其固有屬性:外表看似強大,卻有一顆脆弱的心。
大多數元素是被恆星製造出來的。在恆星內部,極高的溫度和壓力會迫使原子核聚合在一起。隨著越來越多的質子被推入微小的原子核,新的元素就誕生了,比如從氫聚變成氦,等等。但在這些巨大的恆星元素工廠中,有三種元素的原子核壽命很短:鋰、鈹和硼。它們會很快再與其他原子核碰撞,形成其他元素。人們相信,宇宙中的大部分鈹並不是在恆星內部的極端環境下形成的,而是起源於星際塵埃雲——宇宙射線在那裡粉碎了較重的元素,在原子碎屑中留下了鈹。儘管大多數元素都是在恆星加工廠中大規模生產的,但鈹幾乎都是宇宙深空中的稀有產物。
[1] 除此之外,還有紅色的紅綠柱石、粉色的摩根石、金色的金綠柱石和透明的透綠柱石等。