Ербій, 68-й елемент у періодичній системі.
Відкриттяербійсповнена перипетій. У 1787 році в маленькому містечку Ітбі, що в 1,6 кілометрах від Стокгольма, Швеція, в чорному камені було виявлено нову рідкісну землю, названу ітрієвою землею відповідно до місця відкриття. Після Французької революції хімік Моссандер використав нещодавно розроблену технологію для зменшення елементарностіітрійз ітрієвої землі. У цей момент люди зрозуміли, що ітрієва земля не є «одним компонентом», і знайшли два інші оксиди: рожевий називаєтьсяоксид ербію, а світло-фіолетовий називається оксидом тербію. У 1843 році Моссандер відкрив ербій ітербій, але він не вірив, що дві знайдені речовини були чистими і, можливо, змішаними з іншими речовинами. У наступні десятиліття люди поступово виявили, що в ньому справді змішано багато елементів, і поступово знайшли інші металеві елементи лантаноїдів, крім ербію та тербію.
Вивчення ербію не було таким гладким, як його відкриття. Хоча Моссанд відкрив рожевий оксид ербію в 1843 році, лише в 1934 році чисті зразкиметалевий ербійбули вилучені завдяки постійному вдосконаленню методів очищення. Шляхом нагрівання та очищенняхлорид ербіюі калію люди досягли відновлення ербію металевим калієм. Незважаючи на це, властивості ербію надто подібні до інших металевих елементів лантаноїдів, що призвело до майже 50 років застою у відповідних дослідженнях, таких як магнетизм, енергія тертя та утворення іскри. До 1959 року, із застосуванням спеціальної електронної структури шару 4f атомів ербію в нових оптичних полях, ербій привернув увагу, і було розроблено багато застосувань ербію.
Ербій, сріблясто-білий, має м’яку текстуру і виявляє сильний феромагнетизм лише поблизу абсолютного нуля. Він є надпровідником і повільно окислюється повітрям і водою при кімнатній температурі.Оксид ербіюце рожево-червоний колір, який зазвичай використовується у фарфоровій промисловості та є хорошою глазур’ю. Ербій зосереджений у вулканічних породах і має великі родовища корисних копалин на півдні Китаю.
Ербій має видатні оптичні властивості та може перетворювати інфрачервоне світло у видиме, що робить його ідеальним матеріалом для виготовлення інфрачервоних детекторів і приладів нічного бачення. Це також кваліфікований інструмент для виявлення фотонів, здатний безперервно поглинати фотони через певні рівні збудження іонів у твердому тілі, а потім виявляти та підраховувати ці фотони для створення фотонного детектора. Однак ефективність прямого поглинання фотонів іонами тривалентного ербію була невисокою. Лише в 1966 році вчені розробили ербієві лазери, опосередковано захоплюючи оптичні сигнали через допоміжні іони, а потім передаючи енергію ербію.
Принцип роботи ербієвого лазера подібний до гольмієвого лазера, але його енергія значно нижча, ніж у гольмієвого лазера. Для розрізання м’яких тканин можна використовувати ербієвий лазер з довжиною хвилі 2940 нанометрів. Хоча цей тип лазера в середньому інфрачервоному діапазоні має слабку проникаючу здатність, він може швидко поглинатися вологою в людських тканинах, досягаючи хороших результатів з меншими витратами енергії. Він може тонко різати, подрібнювати та видаляти м’які тканини, досягаючи швидкого загоєння ран. Він широко використовується в лазерних хірургіях, таких як ротова порожнина, біла катаракта, краса, видалення шрамів і видалення зморшок.
У 1985 році Саутгемптонський університет у Великій Британії та Північно-східний університет у Японії успішно розробили волоконний підсилювач, легований ербієм. Зараз компанія Wuhan Optics Valley в Ухані, провінція Хубей, Китай, може самостійно виробляти цей волоконний підсилювач із легуванням ербієм і експортувати його до Північної Америки, Європи та інших місць. Ця програма є одним із найбільших винаходів у волоконно-оптичному зв’язку, оскільки певна частка ербію легована, вона може компенсувати втрати оптичних сигналів у системах зв’язку. Цей підсилювач в даний час є найбільш широко використовуваним пристроєм у волоконно-оптичному зв'язку, здатним передавати оптичні сигнали без ослаблення.
Час публікації: 16 серпня 2023 р