Erbium, het 68e element in het periodiek systeem.
De ontdekking vanerbiumzit vol wendingen.In 1787 werd in het kleine stadje Itby, 1,6 kilometer verwijderd van Stockholm, Zweden, een nieuwe zeldzame aarde ontdekt in een zwarte steen, genaamd yttriumaarde, afhankelijk van de locatie van de ontdekking.Na de Franse Revolutie gebruikte scheikundige Mossander nieuw ontwikkelde technologie om elementair te verminderenyttriumuit yttriumaarde.Op dit punt realiseerden mensen zich dat yttriumaarde niet een “enkele component” is en vonden ze twee andere oxiden: de roze heeterbiumoxide, en de lichtpaarse heet terbiumoxide.In 1843 ontdekte Mossander erbium enterbium, maar hij geloofde niet dat de twee gevonden stoffen puur waren en mogelijk vermengd met andere stoffen.In de daaropvolgende decennia ontdekten mensen geleidelijk dat er inderdaad veel elementen in zaten, en vonden ze naast erbium en terbium geleidelijk ook andere lanthanidemetaalelementen.
De studie van erbium verliep niet zo soepel als de ontdekking ervan.Hoewel Maussand in 1843 roze erbiumoxide ontdekte, duurde het tot 1934 voordat zuivere monsters vanerbium-metaalwerden geëxtraheerd dankzij de voortdurende verbetering van de zuiveringsmethoden.Door te verwarmen en te zuiverenerbiumchlorideen kalium hebben mensen de reductie van erbium door metaalkalium bereikt.Toch lijken de eigenschappen van erbium te veel op die van andere lanthanidemetaalelementen, wat resulteert in bijna 50 jaar stagnatie in gerelateerd onderzoek, zoals magnetisme, wrijvingsenergie en het genereren van vonken.Tot 1959, met de toepassing van de speciale 4f-laag elektronische structuur van erbiumatomen in opkomende optische velden, kreeg erbium aandacht en werden er meerdere toepassingen van erbium ontwikkeld.
Erbium, zilverwit, heeft een zachte textuur en vertoont alleen sterk ferromagnetisme nabij het absolute nulpunt.Het is een supergeleider en wordt bij kamertemperatuur langzaam geoxideerd door lucht en water.Erbiumoxideis een rozerode kleur die veel wordt gebruikt in de porseleinindustrie en is een goed glazuur.Erbium is geconcentreerd in vulkanisch gesteente en heeft grootschalige minerale afzettingen in Zuid-China.
Erbium heeft uitstekende optische eigenschappen en kan infrarood omzetten in zichtbaar licht, waardoor het het perfecte materiaal is voor het maken van infrarooddetectoren en nachtkijkers.Het is ook een bekwaam hulpmiddel bij het detecteren van fotonen, dat in staat is om continu fotonen te absorberen via specifieke ionenexcitatieniveaus in de vaste stof, en deze fotonen vervolgens te detecteren en te tellen om een fotonendetector te creëren.De efficiëntie van de directe absorptie van fotonen door driewaardige erbiumionen was echter niet hoog.Pas in 1966 ontwikkelden wetenschappers erbiumlasers door indirect optische signalen op te vangen via hulpionen en vervolgens energie over te dragen naar erbium.
Het principe van erbiumlaser is vergelijkbaar met dat van holmiumlaser, maar de energie ervan is veel lager dan die van holmiumlaser.Voor het snijden van zacht weefsel kan een erbiumlaser met een golflengte van 2940 nanometer worden gebruikt.Hoewel dit type laser in het midden-infraroodgebied een slecht penetratievermogen heeft, kan het snel worden geabsorbeerd door vocht in menselijke weefsels, waardoor met minder energie goede resultaten worden bereikt.Het kan zachte weefsels fijn snijden, slijpen en verwijderen, waardoor een snelle wondgenezing wordt bereikt.Het wordt veel gebruikt bij laseroperaties zoals mondholte, witte cataract, schoonheid, littekenverwijdering en rimpelverwijdering.
In 1985 ontwikkelden de Universiteit van Southampton in het Verenigd Koninkrijk en de Northeastern University in Japan met succes een erbium-gedoteerde vezelversterker.Tegenwoordig kan Wuhan Optics Valley in Wuhan, in de provincie Hubei, China deze erbium-gedoteerde vezelversterker onafhankelijk produceren en exporteren naar Noord-Amerika, Europa en andere plaatsen.Deze toepassing is een van de grootste uitvindingen op het gebied van glasvezelcommunicatie; zolang een bepaald aandeel erbium is gedoteerd, kan het het verlies van optische signalen in communicatiesystemen compenseren.Deze versterker is momenteel het meest gebruikte apparaat in glasvezelcommunicatie en kan optische signalen overbrengen zonder verzwakking.
Posttijd: 16 augustus 2023