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銥元素的神奇際遇

2022/11/28 9:07:51

銥是鉑族金屬之一,在地殼中僅含千萬分之一。都說物以稀為貴,由于其含量稀少,冶煉不易,銥元素向來有“貴金屬”之稱。由于其耐腐蝕的身板、巋然不動的脾性,翩翩貴公子銥及其合金、化合物主要應用在工業(yè)催化、觸點材料、保護涂層材料、電致發(fā)光材料等領域。然而,銥元素在遠古時期就有著一段神奇的際遇。

銥的性狀圖

1、銥元素與地外撞擊理論的提出

6600萬年前,一顆直徑約為10公里的小行星撞擊了地球,在地球上留下了一個直徑約為180公里的隕星坑。這個隕星坑被稱為“奇克蘇魯布”,目前處在墨西哥的海岸邊。這次撞擊導致了地球上75%生物的滅絕。

一般而言,銥元素在地核和地幔中的含量相對地殼來說更充沛些,地殼中的銥元素平均質量比例只有百萬分之0.001,表現(xiàn)為極度的虧損,而太陽系中的銥元素含量就更為豐富了,遠遠超出地球中銥元素的含量。因此他們認為,如此高的銥異常,不大可能是由于地質運動造成的地球內部銥元素溢出,這很有可能與地外物質有關。也就是說,富銥塵埃最終落回到地表,被土壤、植被等吸收富集而造成的銥異常。經過對銥元素含量和分布的進一步研究,最終形成了這套地外撞擊理論。這一成果被譽為80年代世界十大自然科學成果之一。

2、恐龍蛋化石中異常的銥元素含量

銥元素含量的多寡常用來作為區(qū)分地外物質和地殼物質的指標??铸埖笆强铸堅诘厍蛏戏毖艿闹饕d體,不僅可以反應恐龍的繁衍習性,而且其在地層中富集埋葬規(guī)律也可以反映出恐龍生存時期的古環(huán)境信息??茖W家對恐龍蛋和圍巖處的銥元素含量進行對照比較后,發(fā)現(xiàn)銥元素在恐龍蛋化石和對應圍巖中的含量都普遍較高;在同一枚蛋化石中,銥元素的含量也不是一致的,一般來說在蛋化石剖面的中、上段,銥元素含量會更高一些。

蛋內銥元素的增高,極有可能是通過食物渠道的富集作用進入到恐龍體內的。即在恐龍媽媽體內時,銥元素就通過物質的交換來到了生物體中,母體中的銥元素又傳遞到恐龍蛋中造成了污染,這些蛋極有可能是一些元素異常而根本無法孵化的“病蛋”。恐龍屬于卵生動物,恐龍蛋的孵化成功率直接決定了恐龍種群的繁盛與否?;谝陨犀F(xiàn)象,考古學家們推測:如果是因為銥元素含量過高導致大量恐龍蛋發(fā)育受損或不易孵化,在后期的地質作用(如流水搬運)過程中又遭到部分破壞,從而造成恐龍數量銳減也就不足為奇了。

3、銥元素在癌癥治療中的應用

銥Ir(III)配合物在一定程度上可以抑制腫瘤細胞的生長,是有望接替鉑類藥物的新型抗癌試劑。Ir(III)配合物穩(wěn)定性高、水溶性好、易于合成和結構修飾,這為研究者們開發(fā)微調Ir(III)配合物的結構來改善其抗腫瘤活性提供了方便。光動力治療(PDT)是抗癌研究領域的新途徑,光敏劑選擇與使用是光動力治療的核心要素,提高光敏劑的靶向選擇性以及低暗毒性是PDT研究的熱點。由于Ir(III)配合物在乏氧條件下依然具有很強的產生氧氣的能力,在PDT光敏劑的研發(fā)領域備受青睞。

英國華威大學及中國中山大學的科學家使用金屬銥研發(fā)了一種消滅癌細胞的新方法,而且還不會傷害人體的健康細胞。他們的研究發(fā)現(xiàn)已經在德國《應用化學》雜志上發(fā)表。研究小組使用金屬銥及有機材料制成了一種化合物,該化合物注射進入癌細胞之后能夠將癌細胞中的氧氣轉化為活性的單態(tài)氧,該活性氧通過凋亡或壞死來殺死病變部位的細胞。盡管該項研究目前還處在試驗階段,但它為我們提供了全新的思路和方法。

銥元素以其神奇的際遇,向人類揭示著遠古的秘密,助力人類面臨的難題。在星辰大海和人類共同體面前,銥元素占據著重要的地位。

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