Как сделать пламя невидимым, как появилась Луна и можно ли замедлить свет вплоть до полной остановки.
Редкоземельный металл (РЗМ) празеодим (Pr) – мягкий, ковкий, пластичный, парамагнитный, электропроводный металл серебристо-белого цвета.
Чистый Pr окисляется на воздухе до зелёного цвета, а потому хранится в ампуле с инертным газом или под минеральным маслом.
Элемент настолько трудноотличим от соседа по периодической системе, что какое-то время их считали одним элементом. Раздвоение произошло в 1885 году. Два новых металла назвали празеодим («зелёный близнец») и неодим («новый близнец»).
Способы физического выделения РЗМ стали практиковаться с 40-х годов XX века.
Применение
Способность Pr поглощать световые волны жёлтого цвета используются стеклодувами. С 1940-х годов и до настоящего времени у них на вооружении стоят дидимовые очки (на основе оксида празеодима и неодима). В таких очках не видно пламени, а только само изделие.
Кроме того, металл можно добавить в стекло или керамику для получения жёлто-зелёного цвета. Таким же образом им подкрашивают кубический цирконий.
Сплав Pr с никелем отличается мощнейшим магнитокалорическим эффектом (подробнее о нём здесь) в то время как его соединение с магнием позволяет получить высокопрочный материал для авиастроителей.
Соединения Pr используются в качестве катализатора в процессах органического синтеза.
Кроме того, он может выступать в качестве добавки к постоянным неодимовым магнитам, а также некоторым полупроводникам, компонентам электронных устройств и лазерным гранатам.
Наконец, одним из самых перспективных направлений является использование микродоз (в том числе наночастиц) неодима, празеодима, церия и других лантаноидов в качестве добавки к удобрениям сельском хозяйстве. Они стимулируют усвоение минеральных веществ, ускоряют фотосинтез и снижают стресс. Наибольших практических успехов в данной области добился Китай.
Добыча
По распространению в земной коре празеодим занимает срединную позицию среди всех РЗМ, уступая церию, неодиму, лантану, а также иттрию и скандию.
По количеству он сопоставим с такими элементами, как торий, бор или свинец.
Как и других «редкоземов» его крайне мало в морской воде и почти нет в атмосфере.
Концентрация Pr в подавляющем большинстве месторождений мира находится на уровне 4-6% (общий объём мировой добычи оксидов РЗМ в 2022 году составил 300 тысяч тонн).
В России доля оксида празеодима в добываемых РЗМ составляет 5% от 2600 тонн или 130 тонн.
Как и другие элементы с атомным номером выше 26, редкоземельные металлы не могли возникнуть в Солнечной системе.
Возможно, значительная их часть была принесена астероидом размером с Марс, который, по одной из версий, миллиарды лет назад столкнулся с прото-Землёй. В результате удара от планеты-прародительницы откололся кусок и стал Луной.
Цена
За 8 месяцев 2023 года средняя экспортная цена оксида празеодима из Китая составила $81,7 за 1 кг.
Наибольшие объёмы были поставлены в Нидерланды (23,5 тонн), США (17,6 тонн) и Таиланд (20 тонн). В Россию также продали 150 килограмм.
Медленный свет
Всем известно, что самая высокая скорость - это скорость света в вакууме (немногим менее 300 тыс. км в секунду).
В научной фантастике нередко можно встретить описание технологий по значительному замедлению светового луча.
И только в XXI веке эта мечта стала обретать реальные черты. Используя кремниевый кристалл, легированный празеодимом, австралийским учёным удалось сначала замедлить скорость до нескольких сотен метров в секунду, а затем и вовсе ненадолго остановить луч.
Эти эксперименты – одно из направлений разработки оптических квантовых компьютеров, в которых фотоны будут выступать в качестве носителя информации. И замедление света в теории позволит полностью контролировать процесс.
Подобные исследования настолько важны, что на них выделяются многомиллионные гранты от правительства США.
Возможно, вам также будет интересно:
Если узнали что-то новое, просьба оставить лайк. Если есть что добавить, пишите комментарий. Подпишитесь на канал, и мы обещаем ещё много интересного.