Kompensation För Stjärntecknet
Substabilitet C -Kändisar

Ta Reda På Kompatibilitet Med Stjärntecken

Artikel

10 fakta om kisel

top-leaderboard-limit '>

Hur väl känner du till det periodiska systemet? Vår serie The Elements utforskar de grundläggande byggstenarna i det observerbara universum - och deras relevans för ditt liv - en efter en.

Kisel är en metalloid: ett element med egenskaper som inte riktigt liknar en metall, inte heller precis som en icke-metall. Om du har en mobiltelefon i fickan eller smuts på dina skor bär du kisel. Lär dig mer om detta ständigt närvarande element.

1. DET ÄR BARA ÖVERallt.

Det är det sjunde mest förekommande elementet i universum och ännu mer utbrett i jordskorpan, näst bara syre som det vanligaste viktelementet. Skiktet under skorpan - manteln - är också rikt på kisel. Med ett atomnummer på 14 sitter det precis under kol på det periodiska systemet.

2. SILIKON ÄR INTE DET Samma som silikon.

iStock

Ordetsilikonkan få dig att tänka på bröstimplantat, men det är faktiskt en allmän term för en grupp syntetiska ämnen gjorda av alternerande kisel- och syreatomer, med kol- och vätemolekyler bundna på sidorna. Genom att blanda ihop dessa sidogrupper av molekyler och skapa länkar mellan kedjor kan kemister skapa silikoner med alla möjliga olika egenskaper. Ja, du kan hitta silikoner i bröstimplantat, men också i bilpolering, isoleringen runt elektriska kablar och till och med i ditt hårbalsam, där de hjälper till att lugna ut krusningen. Vi kan också tacka silikoner för Silly Putty, som uppfanns under andra världskriget, när forskare försökte skapa ett alternativ till gummi - och istället kom med en ny nationell favoritleksak.

3. Vi använde silikon i tusentals år utan att känna till sin naturliga natur.

Kiseldioxid är den viktigaste ingrediensen i glas, som människor har tillverkat åtminstone sedan egyptierna formade pärlor från materialet år 2500 f.Kr. I Kina använde Qin- och Han-dynastierna lila och blåa pigment gjorda av bariumkopparsilikater för olika dekorationer, inklusive delar av den berömda terrakottaarmén.

Det tog många århundraden innan människor insåg att ämnet kunde separeras ytterligare i två olika element - syre och kisel. I slutet av 1700-talet märkte den franska kemisten Antoine Lavoisier att vissa material som klassificerats som ”jord” -ämnen (som var torra och kalla) ibland beter sig som metaller (hårda, täta och motståndskraftiga mot att sträckas, bland andra egenskaper). Kiseldioxid var en av dem. Kanske, funderade Lavoisier, var några av jordarna verkligen molekyler av syre och ett ännu oupptäckt metallliknande element.

Vid den tiden visste kemisterna inte hur man skulle ta bort syreatomerna, som bildar starka bindningar med kiselatomerna. Det förändrades på 1820-talet, när en svensk kemist vid namn Jons Berzelius äntligen lyckades få kisel i sitt laboratorium genom att rena det från en kiselhaltig förening. (Vilken och hur han gjorde det är inte klart.) Berzelius genombrott kom för sent för Lavoisier, som hade dött 1794, för att se att hans spekulationer visade sig vara sanna.

4. SILICA ÄR DET MEST GEMENSAMMA FORMET FÖR SILICON.

Även känd som kiseldioxid, består denna molekyl av en kiselatom och två syreatomer (SiO2). Det mesta av vad vi kallar kisel är faktiskt kiseldioxid, som finns i både mineraler och växter. Många växter skapar unika mikroskopiska strukturer som kallas fytoliter med hjälp av kiseldioxid som de tar upp från jorden. Forskare är inte säkra på varför: De kan erbjuda skydd mot mikroskopisk skada eller ge strukturellt stöd, eller kanske är de bara ett sätt för en växt att använda upp extra kiseldioxid.

Fytoliter hänger kvar långt efter att en växt har förfallit, vilket kan belysa ett områdes djupa historia - oavsett om det till exempel var en skog eller gräsmark eller hur människor använde landskapet. Dan Cabanes, fytolithexpert och antropolog vid Rutgers University, har använt fytoliths för att förstå hur neandertalare skapade ett hem i en grotta i norra Spanien och skapade en sovplats med gräsströ som de använde upprepade gånger. Och eftersom fytoliter överlever bränning ”kan vi studera hur de skapade eld eller vilken typ av mat de konsumerade”, säger Cabanes till Trini Radio.

hur man odlar jäst till bröd

Bilden är dock inte alltid perfekt, för ibland gör två olika växter fytoliter av samma form - och vissa växter gör dem inte alls.

5. DET ÄR EN NYCKEL KOMPONENT I NÅGRA VACKRA STENAR ...

iStock

Underbara ädelstenar som ametist, onyx och agat är alla gjorda av kiseldioxid. I varje berg är kiseldioxidmolekylerna ordnade i upprepande 3D-geometrier som kallas kristallstrukturer. Olika arrangemang, liksom små orenheter i berget, ger varje ädelsten sitt unika utseende.

6. ... OCH DEN DAZZLING SKÖNHET AV DIATOMER.

Anatoly Mikhaltsov, Wikimedia Commons // CC BY-SA 4.0

Kiseldioxid bildar också cellväggarna i kiselalger, en typ av alger som finns över hela världen. Kiselalger, som finns i en fascinerande mängd olika former, kan leva i både sötvatten och saltvatten. När de dör kan deras cellväggar ackumuleras till krita avlagringar av 'kiselgur', som vi använder i alla möjliga saker, från kattavfall till tandkräm.

7. SILICON ÄR MYCKET ANVÄNDANDE I TECH ...

Kisel kan fungera som en halvledare - ett material som varken leder elektricitet perfekt eller isolerar mot det utan snarare ligger någonstans däremellan. Den här egenskapen är viktig i många delar av elektroniken, där du vill ha viss kontroll över elflödet. 'Det som är vackert med halvledare är att du kan ställa in deras konduktivitet genom att lägga till orenheter', säger Eric Pop, professor i elektroteknik vid Stanford University, till Trini Radio. Rent kisel är en isolator, men om du 'dopar' det med små mängder av vissa andra element, som fosfor eller arsenik, blir det bättre att leda elektricitet.

Andra material, inklusive germanium eller galliumarsenid, är bättre halvledare än kisel, men kisel är det mest populära valet bland elektroniktillverkare (vars koncentration söder om San Francisco på 1970-talet inspirerade namnet 'Silicon Valley'). Det är billigt, det är överallt och eftersom det gillar att oxidera så mycket kan det bekvämt skapa sitt eget isolerande lager när det utsätts för luft.

8.… MEN FORSKARE VILL HITTA BÄTTARE ALTERNATIV.

Ingenjörer som Pop letar efter material för att ersätta kisel i vår elektronik för att hålla jämna steg med efterfrågan på snabbare datorer. 'Kisel är ungefär som Honda Civic av halvledare', säger Pop. 'Det gör jobbet gjort, men det är inte så snabbt.' Men Pop tror att även om det är placerat mot överlägsna material kommer kisel inte att försvinna helt tack vare dess låga kostnad.

9. SILICON HÅLLER MÅNGA AV VÅRA BYGGNADER.

intressant fakta om george washington carver

iStock

Många vanliga byggmaterial är baserade på kiselinnehållande ämnen. Lermineraler, som innehåller kisel, används för att göra tegelstenar samt Portlandcement, som sedan används som bindemedel i betong.

10. AMERIKANER VÄNDER ETT BITT KISIKON PÅ MÅNAN.

När Buzz Aldrin och Neil Armstrong blev de första människorna som gick på månen 1969 lämnade de några saker på dess yta förutom sina fotspår. Den ena var en liten kiselskiva, inskriven med meddelanden från ledarna i 73 länder, från Afghanistan till Zambia. Skivan är inrymd i ett skyddande aluminiumfodral och förvaras i en liten påse tillsammans med några andra föremål. Silicon valdes till officiell meddelandebärare eftersom det kunde uthärda det enorma temperaturområdet på månen. Skivan lyckades dock nästan inte: Aldrin hade glömt allt om väskan, inbäddad i en ficka på sin rymddräkt, och han var redan på stegen till rymdfarkosten när Armstrong påminde honom om det. Aldrin kastade påsen på månen.