نقش حیاتی طلا در فناوری آینده

تنظیم شده در تاریخ: ۱۳۹۷/۰۶/۲۵
کاتالیزور
 

کاتالیزورها، کانی‌ها و موادی هستند که سبب تسریع واکنش‌های شیمیایی می‌شوند، بدون آن‌که تحت تاثیر چنین شرایطی از میان بروند. آن‌ها در فرایند تولید محصولاتی همچون مواد شیمیایی، غذایی و غیره... یکی از عناصر اساسی در بسیاری از صنایع به شمار می‌آیند. یکی از مهمترین کاربردهای کاتالیزور، استفاده از آن در امر تخمیر شکر برای ساخت و تهیه الکل است؛ همچنین به کارگیری تبدیل کننده‌های کاتالیزور در ماشین یا وسایل نقلیه به منظور کنترل خروج دود اگزوز نیز جنبه عمومی یافته است.
تاکنون اکثر محققان استفاده از طلا را به عنوان یک کاتالیزور در قلمرو صنایع نادیده گرفته‌اند. در هر حال با تلاش همه جانبه محققانی همچون "گراهام هاچینگز Graham hutchings " در دانشگاه ویلز و "ماساتک هاروتا Masatake "haruta از ژاپن، به توانایی بالقوه طلا در امر سرعت بخشیدن به فرایند تولید صنایع، به تدریج این مانع برطرف خواهد شد.
یکی از نکات مهمی که باید درباره اثربخشی طلا در این زمینه مورد توجه قرار گیرد، پایین بودن درجه حرارتی است که کاربرد طلا را میسر می‌سازد.
کاتالیزورهای طلا در درجه حرارت ºk 350-200 به خوبی عمل می کنند در حالی‌که پلاتینیوم به درجه حرارتی حدود ºk 800-400 نیاز دارد. طلا همچنین می‌تواند روند واکنش‌های جدید را سرعت بخشد و در برخی موارد موجب کاهش هزینه می‌گردد.

دندانپزشکی  

کاربرد طلا در دندانپزشکی3000 سال قدمت دارد. اتوسکان‌ها در قرن 7 ق.م. از سیم‌های طلا برای اتصال دندان مصنوعی به دیگر دندان‌ها استفاده می‌کردند. در قرن 16 بر اساس یکی از نوشته‌های قدیمی از ورقه طلا نام برده شده است که برای پر کردن حفره‌های دندان از آن بهره می‌بردند.

چکش‌خواری یا قابلیت انعطاف طلا و همچنین مقاومت آن در برابر هر نوع فرسودگی جذابیت این فلز را نزد دندان پزشکان بیش از پیش آشکار می‌ساخت. پلاتینیوم، نقره و مس دیگر فلزات ارزشمندی بودند که با طلا در این زمینه برابری می‌کردند.

قیمت طلا در سال اخیر، نظرها را متوجه آلیاژهای ارزان‌تری کرده است.(تقربی 30 درصد آلیاژ را طلا تشکیل می‌دهد)، از جمله آلیاژهایی که در آن پالادیوم به کار رفته و در ترکیب آن از میزان کمی یعنی حدود 2 درصد طلا استفاده شده است؛

آلیاژهای طلا همچنین با رقبایی مانند روکش‌های سرامیک دندان رو به رو شده‌اند، به علاوه هزینه بیمه تامین اجتماعی کاربرد طلا در دندانپزشکی را با محدودیت هایی رو به رو ساخته است. این امر کاهش شدید استفاده از طلا در بخش دندانپزشکی را به دنبال داشت. به این معنا که میزان آن از 64 تن در سال 1980 به 48 تن در سال 1987 رسید. با این وجود به علت ماهیت ضد آلرژیک و حساسیت آن میزان تقاضای سالانه طلا به 60 تن رسیده است.

ژاپن از جمله سازندگان قطعات طلا برای دندانپزشکی است و در این زمینه پیشگام به شمار می‌آید به طوری که 28 درصد بازار اختصاص به تولیدات این کشور دارد و پس از آن آلمان و ایالات متحده به ترتیب رکورددار تولید این‌گونه اقلام محسوب می‌شدند. با وجود آن‌که در آسیا و آمریکای لاتین هنوز دندان پزشکان با روش های ذوب سکه‌های طلا برای ساخت آلیاژهای مورد نظرشان آشنایی ندارند، اما استفاده از طلا رایج است.

صنایع الکترونیکی
 

آیا می‌دانید که تلفن های ساده Touch tone حاوی 33 قطعه اتصال با روکش طلا هستند؟ نقش اصلی و ارزنده طلا در صنعت الکترونیک در قلمرو تولید سوئیچ یا کلیدهای برق، قطعات پیوند دهنده، رابط‌ها و دستگاه‌های تقویت کننده یا رله، آشکار می‌شود. قطعات تشکیل دهنده لوازم برقی با روکشی ظریف از طلا تزیین شده‌اند به این طریق جذب حرارت به سرعت صورت می‌گیرد و از اکسیداسیون یا تیره شدن فلز در درجه حرارت بالا و پایین ممانعت به عمل می‌آید، به شرط آن که سطح فلز پاک و تمیز باشد و درجه مقاومت آن در تماس با برق به صفر برسد.
نقش مهم دیگر طلا در صنایع الکترونیکی، در حیطه ابزار نیمه هادی مشخص می‌گردد که در آن از سیم‌های ظریف طلا برای اتصال اجزا همچون ترانزیستورها و مدارهای پیچیده و مجموعه مدارهای چاپی استفاده می‌شود.


مهندسی 
طلا در این حیطه از فعالیت، از جمله براق‌سازی آلیاژها، روغن کاری روکش‌ها و در وسایل برقی مانند قدرت سنج‌ها و پریزهای برق کاربرد فراوان دارد، از این رو مهندسان باید به اهمیت این فلز پی برده و در ساخت تجهیزات مدرن تکنولوژیکی از آن استفاده کنند و به ویژه نسبت به تاثیرات آن به عنوان فلزی نرم کننده و مقاوم به هنگام جوشکاری و پیوند قطعات سرد واقف باشند.
در حوزه دیگر، آلیاژهای برنجین که در آن طلا به کار رفته است، میزان مقاومت فلز را در مقابل اکسیداسیون و فرسودگی افزایش می‌دهد به طوری‌که رابط‌ها در درجه حرارت بالا به خوبی عمل می‌کند. از طلا در تهیه لایه‌های ظریف برای ساخت شیشه‌های ساختمان نیز استفاده می‌شود تا میزان حرارت به خوبی تنظیم گردد و فضای ساختمان در تابستان خنک و در زمستان گرم باقی بماند.

کاربرد طلا در محیط زیست

بنابر خواص شیمیایی و متالوژی، طلا نقشی حیاتی در فناوری آینده با هدف کاهش آلودگی و مصرف انرژی ایفا می‌کند که مثال‌هایی در زیر آمده است:    

پاکسازی آب
کنترل جیوه
کنترل آلودگی حاصل از کاربرد موتورهای دیزل 

اعلامیه جدید منتشر شده از سوی شرکت آمریکایی "نانو استلار"، حاکی از آن است که آن‌ها توانسته‌اند کاتالیزوری را برای کنترل اتوماتیک آلودگی موتورهای دیزل که در ساخت آن‌ها طلا به کار رفته است، ابداع کنند. کاربرد پالادیوم و پلاتینیوم نیز در این زمینه سبب کاهش هزینه این‌گونه اقدامات شده است.


نقش شیمی در محیط زیست
هدف به کارگیری علم شیمی در محیط زیست به نحوی معقول، کاهش یا از میان بردن نسل مواد خطرآفرین است. استفاده از طلا به عنوان کاتالیزور می‌تواند نقش مهمی را در این زمینه ایفا کند.

غذا و نوشیدنی
در برخی از کشورهای آسیایی، طلا به عنوان غذا یا نوشیدنی مورد استفاده قرار می‌گیرد و به شکل تنقلاتی همچون: ژله‌های میوه و قهوه عرضه می‌گردد. تولید ورقه‌های طلا در ژاپن در کانازوا صورت می‌گرفت. 

بازدیدکنندگان می‌توانند از فروشگاه‌ها و یا کارگاه‌های عرضه کننده‌های ورقه‌های طلا که در آن‌ها چای سبز و حتی شیرینی به همراه این فلز به فروش می‌رسند، دیدن کنند.
اروپاییان قرن‌هاست که قطعاتی از ورقه‌های طلا را در بطری‌های نوشیدنی شناور می‌کنند و تاریخ این عمل آن‌ها به اواخر دهه 1500 باز می‌گردد، همچنین "دانزیجر گلد واسر Danziger gold wasser " از لهستان از سال 1598 اقدام به این فعالیت نموده است. کاربرد ورقه‌های طلا در سال‌های اخیر در نوشیدنی‌هایی مانند گلد شالوگر Gold schläger در آمریکا نیز متداول شده است.

دارو
در حوزه علوم پزشکی، طلا اغلب برای درمان آرتروز و رماتیسم مفصلی، کبد، بیماری‌های چشم و گوش و حتی رفع سستی و کسالت روحی و جسمی بدن(ناشی از خستگی یا افسردگی) استفاده می‌شود. طلا در زمره گروهی از داروها قرار می‌گیرد که از شدت دردهای حاصل از رماتیسم مفصلی می‌کاهند و تحت عنوان Dmards (داروهای ضد رماتیسم آرام بخش) شناخته می‌شوند و همچنین موجب تسکین درد و کاهش ورم مفاصل می‌شوند.

طلا در این زمینه بیش از 70 سال کاربرد داشته است اما دانشمندان هنوز به طور کامل به این‌که چگونه طلا می‌تواند چنین تاثیراتی را دربرداشته باشد، پی نبرده‌اند.
برخی معتقدند که طلا مانع از آن می‌شود که سیستم ایمنی تضعیف شده و به مفاصل آسیب وارد شود، در واقع سیستم ایمنی از شما در مقابل عفونت حمایت می‌کند در حالی‌که رماتیسم مفصلی به جدار مفاصل آسیب وارد می‌سازد.





نانوتکنولوژی
دانشمندانی که در حیطه نانوتکنولوژی به کار اشتغال دارند قصد دارند به کمک کربن که خاصیت چسبندگی به دیگر مواد را دارد ساختارهای نانوی مورد نظر خود را بسازند. در چنین شرایطی طلا به عنوان فلزی قابل اعتماد نگریسته شده و کاربرد می‌یابد. 

"جی پی برنز JP Behrens" منافع طلا را چنین برشمرده است: 
بر خلاف کربن، طلا به همه چیز نمی‌چسبد بلکه به سمت بخش‌های خاصی متمایل شده و اتصال می‌یابد، در واقع طلا به سمت نقاط مشخصی جذب شده و همان‌جا باقی می‌ماند. در چنین شرایطی تکنیسین ها می‌توانند به راحتی قسمت‌هایی را شناسایی کرده و مواد را به آنجا متصل کنند. این اقدام به مهندسان و معماران اجازه می‌دهد تا به دقت هرچه تمام‌تر به ساخت موادی جدید و محکم تر مبادرت ورزند.

فضا و دانش هوانوردی
بدون وجود طلا، انسان موفق به رفتن به کره ماه نمی‌شد. طلا با ورقه‌هایی به ضخامت 55/ 0 میلی‌متری به عنوان محافظی در برابر پرتو عمل می‌کند. از آنجا که طلا بازتابگر خوبی است مانع از هرگونه آسیب می‌شود و حرارت سوزان خورشید ممکن است بر شی یا هر چیز دیگری وارد آید. 

طلا عنصری اساسی در ایمن سازی سفرهای فضایی به شمار می‌آید، لذا تقاضا برای آن با پیشرفت صنایع فضایی رو به افزایش است. برای مثال: بیش از 8/ 40 کیلوگرم طلا در ساخت شاتل یا سفینه مشهور کلمبیایی آمریکا به ویژه به صورت آلیاژهای برنجی، در ساخت بخش سوخت قطعات الکتریکی و فیلم‌های پلاستیکی به کار رفته است.

امروزه قطعات نانو در سطح وسیعی در قلمرو زیبایی کاربرد یافته است. شرکت کره‌ای نانوتکنولوژی، "نانو ویژن تک INCI"، به تازگی عهده‌دار معرفی فهرستی از نام‌های اقلام آرایشی در سطح بین‌المللی که در آن‌ها از عنصر طلای نانو استفاده می‌شود، گردیده است، این اقدام توسط یکی از بخش‌های صنعتی، انجمن عطر  CTFA و لوازم آرایش انجام گرفت. شرکت نانو ویژن، از طلای نانو در ساخت صابون، تونیک‌های مو و ماسک‌های صورت نیز استفاده می‌کند.


آیا این مقاله برای شما مفید بود؟
مقالات مربتط