مادة الزركونيوم هي المعدن الذي ينتمي إلى مجموعة nesosilicates . واسمها الكيميائي سيليكات الزركونيوم والصيغة الكيميائية المقابلة لها هي ZrSiO4 . أشكال الزركون تذوب مع نسب كبيرة من العناصر الغير متوافقة والعالية في القوة الميدانية . على سبيل المثال ، الهافنيوم هو العنصر الدائم تقريبا والموجود بكميات تتراوح مابين 1-4٪ . هيكل كريستال الزركون هو نظام الكريستال الرباعي الزوايا . اللون الطبيعي للزركون يختلف بين عديم اللون إلى الأصفر والذهبي والأحمر والبني والأزرق ، والأخضر . وهناك عينات عديمة اللون ، والتي تظهر في جودة الأحجار الكريمة كبديل شعبي للماس والمعروفة أيضا باسم “ماتورا الماس” .الوردي والأحمر والأرجواني يحدث بعد مئات الملايين من السنين .

ماهو الزركونيوم

الزركونيوم هو معدن الانتقال الرمادي الفضي ، وهو نوع من العناصر المرنة والقابلة للسحب والذي يشكل المركبات المستقرة بسهولة . بل هو أيضا العنصر العالي في مقاومة التآكل . وقد استخدم الزركونيوم وسبائكه لعدة قرون في طائفة واسعة من الطرق . وعادة ماتستخدم مادة الزركونيوم في بيئات التآكل . سبائك الزركونيوم يمكن العثور عليها في الأنابيب ، والتجهيزات والمبادلات الحرارية ، وفقا لChemicool . ويستخدم الزركونيوم أيضا في سبائك الصلب ، وطلاء الزجاج الملون والطوب والسيراميك والمواد الكاشطة ، وخيوط المصباح ، والأحجار الكريمة الاصطناعية وبعض مزيلات العرق ، وفقا لائتلاف التعليم والمعادن . وتشمل الاستخدامات الأخرى للزركونيوم في المحولات الحفازة وطوب الفرن ، وبوتقة المختبر ، والأدوات الجراحية ، وزجاج التلفزيون ، وإزالة الغازات المتبقية من الأنابيب المفرغة ، وكعامل تصلب في السبائك مثل الصلب ، وفقا لانتاك . أيضا ، يتم استخدام كربونات الزركونيوم لعلاج اللبلاب السام ، وفقا لمختبر جيفرسون . و تظهر الصخور القمرية التي تحتوى على نسبة عالية من الزركون لتكون من المستغرب بالمقارنة مع الصخور الأرضية ، وفقا لتحليل العينات من صخور القمر من مختلف بعثات أبولو . على الأرض ، تعود مصادر الزركونيوم والتي تعود في المقام الأول لمعادن الزركون ولثاني أكسيد الزركونيوم ، والذي يتم استخراجه في الولايات المتحدة ، أستراليا ، البرازيل ، جنوب أفريقيا ، روسيا ، وسري لانكا ، وفقا لائتلاف التعليم والمعادن . وهناك وفرة من الزركونيوم الطبيعية في قشرة الأرض بنحو 165 جزء في المليون من حيث الوزن ، وفقا لChemicool .

تاريخ معدن الزركونيوم

الزركون ضمن المعادن التي تعد من الأحجار الكريمة ، و التي تأتي في ضمن الأصناف الزرقاء ، الصفراء ، الخضراء والبني والبرتقالي والأحمر والأرجواني في بعض الأحيان . وقد تم استخدام الزركون في صناعة المجوهرات والديكور منذ عدة قرون ، وفقا لبيتر فان دير كروجت ، وهو المؤرخ الهولندي . ويتعلق الأمر بقربه الكبير للماس من أي من الأحجار الكريمة الطبيعية الأخرى ، وفقا لMinerals.net . وخلال العصور الوسطى ، كان يعتقد أن الزركون هو الذي يحث على النوم ، وفي تعزيز الثروة والشرف والحكمة ، ولإبعاد الأوبئة والأرواح الشريرة . مارتن كلابروت ، الكيميائي الألماني ، اكتشف الزركونيوم في عام 1789 في عينة من الزركون من سري لانكا ، وفقا لChemicool .

حقائق عن الزركونيوم
العدد الذري (عدد البروتونات في النواة) : 40
الرمز الذري (في الجدول الدوري للعناصر) : عنصر الزركون
الوزن الذري (متوسط كتلة الذرة) : 91.22
الكثافة : 3.77 أوقية لكل بوصة مكعبة (6.52 غرام لكل سم مكعب)
المرحلة في درجة حرارة الغرفة: الصلبة
نقطة الانصهار : 3362 درجة فهرنهايت (1850 درجة مئوية)
عدد النظائر الطبيعية (ذرات العنصر نفسه مع عدد مختلف من النيوترونات): 5 . وهناك أيضا 20 من النظائر الاصطناعية والتي تم إنشاؤها في المختبر .
النظائر الأكثر شيوعا : عنصر الزركون 90 (51.5 في المئة من الوفرة الطبيعية) ، وعنصر الزركون-94 (17.38 في المئة من الوفرة الطبيعية) ، عنصر الزركون-92 (17.15 في المئة من الوفرة الطبيعية) ، عنصر الزركون-91 (11.2 في المئة من الوفرة الطبيعية) ، Zr- 96 (2.8 في المئة من الوفرة الطبيعية)

استخدامات مادة الزركونيوم

استخدم الزركونيوم على نطاق واسع في حشوات الأسنان ، وفقا لمفهوم الزركونيوم ، وعادة ما يستقر مع اليتريا (ZrO2Y2O3) . مجمع اليتريا زركونيا له فوائد عديدة على المواد الأخرى . والتي تتوافق مع جسم الإنسان بما لديه من ضعف في قوة العاطفة ، وبما لديه من مقاومة أكبر لقواعد الأحماض الموجودة في العديد من الأطعمة .

وتشمل الأفكار الجديدة الأخرى لاستخدام سبائك الزركونيوم في المجال الطبي على براءة اختراع المقدمة في عام 1999 من قبل جيمس ديفيدسون والمخترعين الأمريكيين . والذين يصفون السبيكة بأنها تحتوي على النيوبيوم والتيتانيوم والزركونيوم والموليبدينوم (NbTiZrMo) وبما له من فوائد في الأجهزة الطبية لطب الأسنان وغيرها من الأقسام . سبائك الزركونيوم تعطي خصائص ميكانيكية أعلى وكذلك تقلل من درجة حرارة الانصهار (جنبا إلى جنب مع التيتانيوم) ، والتي تؤدي إلى زيادة الاستقرار ، وتحسين مقاومة التآكل .

على الرغم من أن عناصر الزركونيوم وغيرها في السبائك ، تستخدم في طب الأسنان الطبية الغير سامة ، إلا أن هناك دراسات جارية للتأكد من أن هذه المواد نفسها ليس لديها أي جانب سلبي يؤثر على المدى الطويل . كما وجدت أحد هذه الدراسات من قبل مجموعة من العلماء في إيطاليا ، والتي نشرت في بلوس واحد في عام 2016 ، على مجموعة من المشاركين الذين يعانون من السمنة المفرطة لتكون هناك صلة بين زراعة الزركونيوم وبعض المشاكل الصحية ، مثل الالتهابات واضطرابات النسيج الضام والهيكل العظمي . وكان مقدار التغير في بعض العلامات البيولوجية (miRNAs) صغير جدا ، ويعتقد أنها تتراكم مع مرور الوقت . بينما هناك حاجة إلى إجراء بعض البحوث الإضافية ، لتساعد في هذه الدراسة على فهم مدى العلاقة بين جسم الإنسان والأجهزة الطبية المزروعة . الهدف من ذلك في الإستفادة من mrRNAs للمساعدة في التئام الجروح .