Уникальные свойства меди: Интересные факты о меди | Металлургический портал MetalSpace.ru

Интересные факты о меди | Металлургический портал MetalSpace.ru

Факт 2: Польские ученые установили, что в тех водоемах, где присутствует медь, карпы отличаются крупными габаритами. В прудах или озерах, где меди нет, быстро развивается грибок, который поражает карпов. В отличие от карпов, акулы терпеть не могут этот элемент, точнее его серное соединение – сульфат меди. Широкие эксперименты по проверке этого «антиакульего» препарата были проведены в США в начале второй мировой войны, когда от торпед и бомб тонуло немало кораблей, и нужда в надежном средстве защиты от акул была велика.

Факт 3: Все знают, что статуя Свободы в Нью-Йорке изготовлена из меди. Конечно же, этот памятник медный не целиком. Для отлива статуи была использована 31 тонна меди. При этом общий вес стальной конструкции составляет 125 тонн, а толщина медного покрытия статуи – 2,57 мм. Одно время бытовало мнение, что медь, из которой был отлит этот всемирно известный памятник, была добыта на Урале, однако, эта версия не нашла подтверждения. Официально признано, что американская статуя Свободы сделана из норвежской меди.

Факт 4: Пожалуй, самое древнее сооружение из меди, обнаруженное археологами – это части водопровода, обнаруженные в Пирамиде Хеопса. Эти медные трубы, смонтированные более пяти тысяч лет назад, до сих пор находятся в рабочем состоянии! Древние египтяне недаром использовали именно медь для водопровода, они очень серьезно относились к личной гигиене. В V веке до нашей эры Геродот описывал: «Египтяне пьют только из медных сосудов, которые чистят ежедневно».

Факт 5: Очень полезное применение меди, основанное на ее коррозионной устойчивости, нашли шведские ученые, по настоянию которых, особо опасные радиоактивные отходы подвергаются захоронению в специальных медных капсулах, толщина стенки которых составляет 5 см. Полностью разрушить такую капсулу сквозная коррозия сможет только через 500-700 тысяч лет!

Факт 6: Медь встречается в природе как в соединениях, так и в самородном виде. Этот металл встречается в природе в самородном виде чаще, чем золото, серебро и железо. Медь как полезное ископаемое, в природе очень редко встречается в виде самородков. На сегодняшний день, самой крупной такой находкой считается самородок, обнаруженный в Северной Америке на территории США массой 420 тонн.

Факт 7: Медная руда стала виновником аварии, которую потерпело норвежское грузовое судно «Анатина». Трюмы теплохода, направлявшегося к берегам Японии, были заполнены медным концентратом. Внезапно прозвучал сигнал тревоги: судно дало течь. Оказалось, что коварную шутку с моряками сыграл их груз: медь, содержащаяся в концентрате, образовала со стальным корпусом «Анатины» неплохую гальваническую пару, а испарения морской воды послужили электролитом. Возникший гальванический ток разъел обшивку судна до такой степени, что в ней появились пробоины, куда и хлынула океанская вода.

Факт 8: Латинское название меди Cuprum произошло от названия острова Кипр, где уже в III тысячелетии до н. э. существовали медные рудники и производилась выплавка меди.

Факт 9: Медь широко применяется в электротехнике для изготовления силовых кабелей, проводов или других проводников, например, при печатном монтаже. Медные провода, в свою очередь, также используются в обмотках энергосберегающих электроприводов (быт: электродвигателях) и силовых трансформаторов. Для этих целей металл должен быть очень чистый: примеси резко снижают электрическую проводимость. Например, присутствие в меди 0,02 % алюминия снижает её электрическую проводимость почти на 10 %

Факт 10: Медь является природным антибактериальным средством, и «тормозит» распространение бактерий в воде и воздухе из систем, изготовленных из нее. Таким же образом, латунные дверные ручки и поручни в общественных зданиях могут помочь свести к минимуму риск бактериальной передачи.

Факт 11: Полезное качество меди — высокая теплопроводность. Это позволяет применять её в различных теплоотводных устройствах, теплообменниках, к числу которых относятся и широко известные радиаторы охлаждения, кондиционирования и отопления, компьютерных кулерах, тепловых трубках.

Факт 12: В разнообразных областях техники широко используются сплавы с использованием меди, самыми распространёнными являются бронза и латунь.

Факт 13: Медь является одним из важнейших участников метаболических процессов в организме человека и входит практически во все органы и ткани, поэтому она привлекает внимание биомедицины. Группой известных лабораторий Ирландии и Франции был разработан состав, который при соприкосновении с кожей активизирует жизненно важные процессы в организме человека. Этим составом обрабатываются нити джинсов Gold Vision – 3000 Classic. Модель была создана знаменитыми французскими кутюрье. Уникальность этих джинсов состоит в «медном поясе», «усиленных» медью карманах и гульфике, а также в использовании медных клепок и пуговиц. Таким образом формируется «медный корсет», который создает условия для улучшения физиологических функций организма.

Факт 14: Инструменты изготовленые из меди или медных сплавов не вызывают искру, и, таким образом, используются везде, где есть опасность взрыва.

Факт 15: Медное покрытие применяется для изготовления скальпеля хирурга и проводит электричество для нагрева лезвия, делая, таким образом, прибор самостоятельного прижигания.

Факт 16: В ювелирном деле часто используются сплавы меди с золотом для увеличения прочности изделий к деформациям и истиранию, так как чистое золото — очень мягкий металл и нестойко к механическим воздействиям.

Факт 17: Многие народы приписывают меди целебные свойства. Непальцы, например, считают медь священным металлом, который способствует сосредоточению мыслей, улучшает пищеварение и лечит желудочно-кишечные заболевания (больным дают пить воду из стакана, в котором лежат несколько медных монет). Один из самых больших и красивых непальских храмов носит название «Медный».

Факт 18: Предполагается, что медь и цинк конкурируют друг с другом в процессе усваивания в пищеварительном тракте, поэтому избыток одного из этих элементов в пище может вызвать недостаток другого элемента. Здоровому взрослому человеку необходимо поступление меди в количестве 0,9 мг в день.

Факт 19: В организме взрослого человека содержится до 80 мг меди.

Факт 20: По объёму мирового производства и потребления медь занимает третье место после железа и алюминия.

ПОДЕЛИСЬ ИНТЕРЕСНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ

Уникальный материал для квантовых компьютеров – Наука – Коммерсантъ

Ученые Уральского федерального университета и Уральского отделения РАН впервые синтезировали плазмонные наночастицы меди в оптической керамике. Для этого был использован метод импульсной ионной имплантации — бомбардировка ускоренными ионами меди оптически прозрачной матрицы алюмомагниевой шпинели MgAl2O4.

Фото: Reuters

Фото: Reuters

Эксперименты ученых УрФУ и УрО РАН позволили установить, что плазмонные наночастицы меди, внедренные в поверхностные слои ионно-имплантированной керамики алюмомагниевой шпинели, проявляют уникальные свойства. О сути работы рассказал сотрудник научно-исследовательской лаборатории (НИЛ) «Физика функциональных материалов углеродной опто- и микроэлектроники» УрФУ Арсений Киряков.

«Ионы, разогнанные до высоких энергий — в нашем случае это 30 килоэлектронвольт,— проникая на глубину порядка десятков нанометров в приповерхностный слой материала-мишени, способны с легкостью разрывать ее молекулярные связи. Поэтому в нашей работе впервые в качестве матрицы для синтеза плазмонных наночастиц выбрана оптическая керамика на основе сложного оксида алюминия-магния MgAl2O4. Наряду с оптической прозрачностью в широком спектральном диапазоне данные керамики обладают повышенной стойкостью к воздействию излучений, что позволяет эксплуатировать полученный материал в интенсивных радиационных полях»,— говорит Арсений Киряков.

При определенных режимах имплантации, продолжает Арсений Киряков, в прозрачной керамике алюмомагниевой шпинели формируются наноструктуры типа «ядро—оболочка», где в качестве ядра выступает металлическая наночастица меди, а оболочкой служит оксидный слой. Такие наноструктуры обладают плазмонными характеристиками: при совпадении частот колебаний «поверхностных» электронов с частотой электромагнитного излучения, падающего на поверхность облучаемого материала, происходит резонансное поглощение фотонов с возникновением новых квазичастиц, плазмонов — квантов колебаний электронного газа в твердом теле, которые распространяются в поверхностном слое материала матрицы. Посредством плазмон-фотонного взаимодействия с керамической матрицей квазичастицы обеспечивают проявление многих интересных физических явлений — например, формирование сильных электрических полей вблизи плазмонных наночастиц, усиление колебаний атомов, известное как SERS (surface induced Raman scattering), и др. Данные эффекты могут быть использованы для повышения конверсионно-энергетических характеристик солнечных элементов, для усиления квантового выхода микроскопических источников света и чувствительности фотодетекторов.

Наиболее пригодны для получения плазмонных наночастиц химические элементы, относящиеся к группе благородных металлов: золото, платина, серебро и т. д. Физики УрФУ и УрО РАН выбрали для бомбардировки оптической керамики медь. Главная причина такого выбора — малый потенциал окисления, позволяющий эффективно формировать наночастицы в металлическом состоянии. Важным фактором также послужило то, что частота плазмонного резонанса меди лежит в видимой части оптического спектра. В то же время для большинства других металлов частота плазмонного резонанса находится в ультрафиолетовом диапазоне, что по ряду причин не позволяет реализовать оптимальные функциональные свойства плазмонных наночастиц в структуре керамической матрицы. Кроме того, немаловажно, что медь дешевле золота или серебра.

«Нестандартная идея формирования плазмонных структур благородных металлов в оптической нанокерамике предложена руководителем работы, возглавляющим НИЛ “Физика функциональных материалов углеродной микро- и оптоэлектроники” Анатолием Зацепиным. В ходе исследований лаборатория активно сотрудничала с коллегами из Лаборатории пучков частиц Института электрофизики УрО РАН, руководитель — член-корреспондент РАН Николай Гаврилов. Это пионерский проект для науки Урало-Сибирского региона»,— подчеркивает Арсений Киряков.

Полученный новый материал представляет интерес для квантовых технологий (при создании новейших устройств оптоэлектроники и фотоники, в частности в однофотонных источниках и детекторах, необходимых для использования в квантовых компьютерах и других перспективных функциональных устройствах). Такие материалы могут быть использованы для создания нового поколения твердотельных лазеров, светодиодов, фоточувствительных сенсоров, высокоэффективных конверторов излучений, оптических датчиков и нанолюминофоров.

Научные исследования по данному направлению осуществляются при поддержке гранта РФФИ № 20–42–660012.

Использованы материалы статьи Structural and electron-optical properties of transparent nanocrystalline MgAl2O4 spinel implanted with copper ions; A. F. Zatsepin, A. N. Kiryakov, D. A. Zatsepin Yu. V. Shchapova, N. V. Gavrilov; Journal of Alloys and Compounds, сентябрь 2020

НАУКА — Олвитех Израиль

Ткань с оксидом меди (полипропиленовый нетканый спанбонд пропитанный оксидом меди ) была успешно разработана израильской научной компанией MedCu Technologies для медицинских перевязочных средств премиум-класса и доказала свою безопасность и эффективность против вирусов и бактерий. Это научное достижение, подкрепленное более чем 30 зарегистрированными патентами, было одобрено FDA в 2018 году. Используя это достижение, была изобретена и успешно применена специальная технология (запатентованная и лицензированная) нанесения оксида меди на медицинские и текстильные изделия.

Как доказано многочисленными исследованиями и лабораторными тестами, медь обладает мощными антибактериальными и противовирусными свойствами. Микрочастицы оксида меди, нанесенные на слои нетканого материала, отталкивают вирусы и бактерии.

Одни и те же частицы меди уничтожают новые вирусы каждый день, навсегда! Частицы оксида меди сохраняют свою силу на всю жизнь , и их способность отталкивать вирусы не уменьшается со временем.

MEDCu Technologies — биотехнологическая компания, деятельность которой направлена на разработку высокоэффективного противомикробного материала и продуктов, включающих микрочастицы меди. Запатентованный материал предназначен для создания барьера против вирусного и бактериального заражения.

Используя мощные антибактериальные свойства меди, компания MedCu предлагает уникальные решения для лечения острых, критических и хронических ран. Раневые повязки на основе меди стали результатом успешной коммерциализации пропитки соединений меди в различные ткани и полимеры после 15 лет исследований и защищены 30 патентами по всему миру.

Компания MedCu гордится тем, что стала первой компанией, получившей разрешения FDA и CE на продажу раневых повязок на основе меди в секторе здравоохранения.

>> ПУБЛИКАЦИИ И ИССЛЕДОВАНИЯ

Cupron, Inc. — это компания по разработке антимикробных технологий на основе меди, которая использует уникальные свойства меди для применения в здравоохранении, потребительской, промышленной и военной сферах. Cupron встраивает определенные соединения меди в выбранные полимеры, что позволяет готовым продуктам оказывать желаемое воздействие. Долговечная технология внедрения меди Cupron не стирается и не смывается. Запатентованная технология встраивания меди Cupron заслужила множество уникальных утверждений от Агентства по охране окружающей среды США (EPA) о защите здоровья населения, и дополнительные инновации находятся в разработке.

Компания Cupron глубоко привержена активной исследовательской программе как в лабораторных, так и в клинических условиях. Это стремление к исследованиям углубило понимание компанией Cupron не только научных основ технологии, но и ее наиболее эффективных применений, и позиционирует Cupron как лидера в области применения противовирусного текстиля на основе меди. На сегодняшний день исследовательская программа Cupron привела к публикации более 30 научных статей.

Функциональность и свойства оксида меди (CU2O): Медь является известным противовирусным и антибактериальным микробным материалом. Этот элемент резко воздействует на бактерии через ионы, которые повреждают бактериальные клетки. Медь зарегистрирована в EPA как противомикробный продукт для общественного здравоохранения благодаря своим доказанным противовирусным свойствам. Когда бактерии и ионы меди вступают в контакт, ионы меди ослабляют внешнюю мембрану бактериальной клетки через процесс окисления.

Медь токсична для внутренней части клетки бактерий и, в конечном счете, ионы меди вызывают разрыв клетки. Затем клетка теряет свою жизненную структуру и в конце концов умирает. Медь имеет несколько путей повреждения вируса и бактерий. Это затрудняет сопротивляемость вирусов и бактерий ее мощному воздействию.

Последние публикации и исследования

Заживление хронических ран с помощью повязок, пропитанных оксидом меди
Новые антимикробные повязки, пропитанные микрочастицами оксида меди, были одобрены для лечения острых и хронических ран.
Авторы: Эяль Меламед, Патрик Киамби, Данкан Окот, Ирена Хонигбер
Читать далее >>

Медь, брошенный игрок, возвращающийся в битву за заживление ран
Медь обладает двумя ключевыми свойствами, которые делают ее отличным активным ингредиентом для использования в «битве за заживление ран». Как грамположительные, так и грамотрицательные бактерии, включая устойчивые к антибиотикам бактерии и трудноубиваемые споры бактерий, грибки и вирусы, при воздействии высоких концентраций меди погибают.
Авторы: Гади Борков доктор философии, Эяль Меламед
Читать далее >>

НАУЧНЫЕ ЖУРНАЛЫ

Респираторные маски, пропитанные оксидом меди, могут значительно снизить риск перекрестного заражения вирусом SARS-CoV-2
Были изготовлены маски N95 и обычные хирургические маски, внешние слои которых были выполнены из нетканого материала, пропитанного микрочастицами оксида меди. Маски снижали инфекционный титр SARS-CoV-2 более чем на 99,9% в течение 1 минуты после контакта, как было определено с помощью анализа TCID50 и серийного ПЦР-анализа. Использование масок, способных сделать SARS-CoV-2 неинфекционным в течение нескольких минут, может значительно снизить риск передачи вируса и заражения.
Авторы: Гади Борков PhD, Дэнни Люстигер, Эяль Меламед, Вики Херрера
Читать далее >>

Безопасность использования оксида меди в медицинских приборах и потребительских товарах
Медь обладает двумя ключевыми свойствами, которые делают ее активным ингредиентом в разрабатываемых в настоящее время медицинских устройствах. Во-первых, медь — это важный микроэлемент, необходимый человеку, который играет ключевую роль во многих физиологических процессах в различных тканях. Например, было доказано, что медь участвует в ангиогенезе и заживлении ран. Во-вторых, медь обладает очень мощными антибактериальными, противогрибковыми, противовирусными и акарицидными свойствами.
Авторы: Гади Борков
Читать далее >>

Использование меди для борьбы с микроорганизмами
Вработе рассматриваются биоцидные механизмы меди и ее текущее применение в борьбе с передачей патогенов, связанных со здоровьем (нозокомиальных), болезней пищевого происхождения, пылевых клещей, грибковых и раневых инфекций. Вработе также обсуждаются возможные будущие применения, такие как фильтрационные устройства, способные дезактивировать зараженные продукты крови и грудное молоко.
Авторы:Гади Борков
Подробнее >>

Новая противогриппозная респираторная маска, содержащая оксид меди
Защитные респираторные маски для лица защищают нос и рот пользователя от капель пара, несущих вирусы или другие инфекционные патогены.
Авторы: Гади Борков, доктор философии, Стив С. Чжоу, Том Пейдж, Джеффри Габбай
Подробнее >>

Нейтрализация вирусов в суспензиях с помощью фильтров на основе оксида меди
Передача вирусов через загрязненные жидкости, такие как кровь и грудное молоко, представляет собой огромную угрозу для населения всего мира.
Авторы: Гади Борков, доктор философии, Роберт В. Сидвелл, Дональд Ф. Сми, Дейл Л. Барнард
Читать далее >>

Импрегнированная оксидом меди раневая повязка: Biocidal and Safety Studies
Медь играет ключевую роль в ангиогенезе и в экспрессии и стабилизации внеклеточных белков кожи. Медь также обладает широкими биоцидными свойствами.
Авторы:Гади Борков, доктор философии; Нета Окон-Леви, доктор философии; Джеффри Габбай
Подробнее >>

Медь — древнее средство, которое возвращается для борьбы с микробными, грибковыми и вирусными инфекциями
Медь обладает мощными биоцидными свойствами. Ионы меди, как сами по себе, так и в составе медных комплексов, веками использовались для дезинфекции жидкостей, твердых тел и тканей человека.
Авторы: Гади Борков, доктор философии, Дж.
Читать далее >>

Борьба с нозокомиальными инфекциями с помощью биоцидных неинтрузивных твердых и мягких поверхностей
Нозокомиальная, или внутрибольничная, инфекция — это новая инфекция, развивающаяся у пациента во время госпитализации.
Авторы: Гади Борков Доктор философии, Аластер Монк
Читать далее >>

Деактивация вируса иммунодефицита человека типа 1 в среде с помощью фильтров, содержащих оксид меди
Вирус иммунодефицита человека типа 1 (ВИЧ-1) может передаваться при грудном вскармливании и через зараженную донорскую кровь. Медь обладает мощными биоцидными свойствами и, как было установлено, инактивирует инфекционность ВИЧ-1.
Авторы: Гади Борков, доктор философии, Умберто Х. Лара, Чандис Й. Ковингтон
Подробнее >>

Стабильность SARS-CoV-2 в различных условиях окружающей среды
Этот вирус может быть обнаружен на различных поверхностях в зараженном месте. Здесь мы сообщаем о стабильности SARS-CoV-2 в различных условиях окружающей среды.
Авторы: Alex W H Chin, Julie T S Chu, Mahen R A Perera
Читать далее >>

Коронавирус человека 229E остается заразным на обычных материалах сенсорных поверхностей
Эволюция новых и вновь появляющихся исторически вирулентных штаммов респираторных вирусов из резервуаров животных представляет собой значительную угрозу для здоровья человека. Неэффективная передача зоонозных штаммов от человека к человеку может первоначально ограничивать распространение инфекции, однако заражение может произойти при прикосновении к загрязненным поверхностям
Авторы: Сара Л. Уорнс, Зои Р. Литтл, К. Уильям Кивил
Читать далее >>

Антимикробные медные сенсорные поверхности
Сокращение инфекций, высвобождение ресурсов и снижение затрат На рынке существует множество технологий и материалов, но ни один из них не является столь эффективным в типичных условиях внутри помещений, как медь, а ее гигиенические свойства для нас далеко не новость.
Авторы: Анжела Вессей
Читать далее >>

Нейтрализация вирусов в суспензиях с помощью фильтров на основе оксида меди
Мы сообщаем о способности фильтров на основе оксида меди снижать инфекционные титры ряда вирусов, внесенных в культуральную среду.
Авторы: Гади Борков, доктор философии, Роберт В. Сидвелл, Дональд Ф….
Читать далее >>

Медь в действии: пропитанные медью изделия с мощной биоцидной активностью
Данное исследование демонстрирует антимикробную (антибактериальную, противовирусную, противогрибковую) и антимитозную активность волокон и изделий из полиэстера, пропитанных медью, широкого спектра действия. Эта технология позволила производить антивирусные перчатки и фильтры (которые дезактивируют ВИЧ-1 и другие вирусы), антибактериальные самостерилизующиеся ткани (которые убивают устойчивые к антибиотикам бактерии.
Авторы: Гади Борков PhD, Дж. Габбай
Подробнее >>

ОБУЧЕНИЕ В ОБЛАСТИ КОСМЕТОЛОГИИ

Улучшение характеристик кожи лица с помощью оксида меди
Медь играет ключевую роль в нескольких процессах формирования и регенерации кожи. Было доказано, что медь впитывается через неповрежденную кожу. Мы предположили, что сон на тканях, содержащих волокна, пропитанные медью, окажет положительное косметическое воздействие на кожу.
Авторы: Гади Борков доктор философии, Я. Габбай, А. Ляховицкий, М. Гусар
Читать далее >>

Лифтинг и осветление кожи лица после сна на наволочках, содержащих оксид меди
Медь играет ключевую роль во многих физиологических процессах, происходящих в коже. Ранее было установлено, что сон на наволочках, пропитанных микроскопическими частицами оксида меди, приводит к уменьшению морщин и тонких линий.
Авторы: Гади Борков, доктор философии, Адриана дель Кармен Элиас
Подробнее >>

Использование меди для улучшения состояния кожи
Медь обладает двумя ключевыми свойствами, которые в последнее десятилетие используются в потребительских и медицинских товарах. С одной стороны, медь обладает мощными биоцидными свойствами. С другой стороны, медь участвует в многочисленных физиологических и метаболических процессах, необходимых для нормального функционирования почти всех тканей человеческого организма.
Авторы: Гади Борков, доктор философии
Читать далее >>

Разрешение кожных заболеваний попавших в ловушку чилийских шахтеров:
Незапланированное подземное испытание противогрибковых носков, пропитанных медью
Авторы: Гади Борков доктор философии, Хуан Карлос Меллибовский доктор медицины
Читать далее >>

Уменьшение глубины мимических морщин
Уменьшение глубины мимических морщин путем сна на наволочках, содержащих оксид меди: двойное слепое, плацебо-контролируемое, параллельное, рандомизированное клиническое исследование.
Авторы: Джи Хвун Бэк, доктор философии, Ми Э Ю, доктор философии, Дже Сук Кох, доктор философии, Гади Борков, доктор философии.
Читать далее >>

Увеличение экспрессии про-коллагена 1, эластина и TGF-β1 ионами меди в модели кожи человека ex-vivo
Клинические исследования показали, что постоянное воздействие текстиля с добавлением оксида меди, например, наволочек, значительно уменьшает глубину мимических морщин, провисание кожи и повышает ее эластичность.
Авторы:Навит Оген-Штерн PhD, Катерина Чумин BSc, Гай Коэн PhD, Гади Борков PhD
Подробнее >>

ИССЛЕДОВАНИЯ ЗДОРОВЬЯ СТОПЫ

Лечение tinea pedis с помощью носков, содержащих волокна, пропитанные окисью меди
Tinea pedis, известная как стопа атлета, является распространенной грибковой инфекцией стоп, в большинстве случаев вызываемой дерматофитами. Оксид меди обладает мощными противомикробными и противогрибковыми свойствами.
Авторы: Гади Борков, доктор философии, Ричард К. Заткофф, Майкл С. Смит.
Читать далее >>

Снижение риска кожных патологий у диабетиков за счет использования носков с медной пропиткой
Люди, страдающие диабетом, часто страдают от кожных патологий, особенно на ногах. Сопутствующие заболевания периферических сосудов и нейропатия усугубляют способность этих людей справляться с инфекциями, мелкими порезами и ранами, часто приводя к трудноизлечимым и хроническим язвам.
Авторы: Гади Борков доктор философии, Ричард К. Заткофф, Джеффри Габбай
Читать далее >>

Увеличение эластичности поверхности кожи у здоровых добровольцев после использования носков, пропитанных оксидом меди
Использование носков, содержащих оксид меди, приводит
к увеличению эластичности кожи стоп.
Авторы:П. Дайкс
Читать далее >>

Улучшение внешнего вида ног и кожи с помощью пропитки оксидом меди
Медь обладает двумя ключевыми свойствами, которые делают ее привлекательным компонентом для внедрения в текстиль и, в частности, в носки — она обладает мощными биоцидными свойствами и является важнейшим микроэлементом, необходимым для нормального функционирования кожи.
Авторы: Гади Борков PhD, Викрам Канмухла, Аластер Б Монк
Читать далее >>

Анализ эффекта от ношения носков, пропитанных оксидом меди, при тинеа педис на основе фотографий «до и после» — инструмент статистического наблюдения
Настоящее исследование демонстрирует, что статистический анализ количественных данных, полученных из цифровых изображений, сделанных во время лечения tinea pedis, возможен и может служить инструментом для врачей-подологов в мониторинге лечения.
Авторы: Гади Борков PhD, Мириам Эдит Гаргиуло, Адриана дель Кармен Элиас.
Читать далее >>

Защита ног солдат с помощью носков, пропитанных оксидом меди

Грибковые и бактериальные инфекции у солдат, особенно на ногах, приводят к значительному снижению их работоспособности. Медь обладает мощными противогрибковыми и антибактериальными свойствами.
Авторы: Гади Борков доктор философии
Подробнее >>

Разрешение кожных заболеваний попавших в ловушку чилийских шахтеров:
Незапланированное подземное испытание противогрибковых носков, пропитанных медью
Авторы: Гади Борков доктор философии, Хуан Карлос Меллибовский доктор медицины
Читать далее >>

МЕДЬ В НАШЕЙ ЖИЗНИ

Сырьевой медный материал, используемый в различных производственных партиях, может влиять на цвет продукции, и может варьироваться вдиапазоне от оранжево-коричнево-медного цвета до розово-лососевого цвета .

Влажность, пот или слюна не снижают эффективность работы изделий с оксидом меди. Еще лучше то, что она не требует специального ухода.

Разнообразные белковые продукты содержат медь, такие как постное мясо, птица, яйца, морепродукты, фасоль, горох и чечевица, орехи и семена, а также соевые продукты. Некоторые виды мяса, морепродуктов, орехов и семян богаты медью, а другие виды мяса, рыбы и бобов содержат медь.

Сенсорные поверхности из медного сплава обладают естественными свойствами, которые уничтожают широкий спектр микроорганизмов (например, E. coli O157:H7, метициллин-резистентный золотистый стафилококк (MRSA), стафилококк, Clostridium difficile, вирус гриппа А, аденовирус, грибки и другие).

ПРОДУКТЫ С ОКСИДОМ МЕДИ

ФИЛЬТРУЮЩАЯ ПОЛУМАСКА ДЛЯ ЛИЦА FFP2 COPPER-INSIDE

НАУЧНАЯ ФОРМУЛА
Революционная маска была разработана компанией MedCu десять лет назад.

Фильтрующая Маска Copper-Inside предназначена для ограничения передачи инфекционных твердых и жидких частиц и обеспечения защиты от брызг.

Основное предназначение — для медицинского персонала, а также для пациентов и других пользователей.

Рекомендуется часто мыть руки и соблюдать социальную дистанцию.

Сертифицирована CE

НАУЧНАЯ ФОРМУЛА
Революционная маска была разработана компанией MedCu десять лет назад, но вспышка смертельной эпидемии ускорила производство специальной маски во всем мире. Сегодня, благодаря научному достижению MedCu, маска из оксида меди используется медицинскими бригадами и частными лицами по всему миру. Согласно израильскому патенту MedCu, маска производится на нескольких заводах по всему миру и продается под разными этикетками в соответствии с местными предписаниями регулирующих органов по всему миру.

Маска маркирована в Израиле, произведена на лицензированном заводе в Израиле и одобрена Министерством здравоохранения Израиля как противовирусная маска.

Сертифицировано CE Класс I Тип IIR

Одобрена Министерством здравоохранения Израиля в качестве противовирусной маски

Сделано в Израиле

СОВРЕМЕННЫЙ

ПЛАСТЫРЬ

НАУЧНАЯ ФОРМУЛА
Используя мощные антибактериальные свойства меди, уникальные медные повязки представляют уникальное решение для лечения острых, критических и хронических ран. Раневые повязки на основе меди стали результатом успешной коммерциализации пропитки соединений меди в различные ткани и полимеры после 15 лет исследований и защищены 30 патентами по всему миру. Уникальные медные повязки представляют собой одноразовые пластыри с внутренним абсорбирующим слоем и одним или двумя внешними неткаными, неадгезивными слоями. Все слои пропитаны частицами оксида меди. Повязки не вызывают раздражения, не являются сенсибилизирующими и доступны в 8 конфигурациях, с адгезивным контуром или без него.

Диабетические раны | Язвы на ногах и стопах | Давящие язвы | Ожоги первой и второй степени | Хирургические раны

НАУЧНАЯ ФОРМУЛА
Волокна наволочки Eculage™ тщательно пропитаны технологией Cupron® Copper Oxide, полученной из известного важнейшего минерала. Клинически доказано, что оксид меди способствует как восстановлению здоровья кожи, так и улучшению ее общего вида. Мощные косметические свойства оксида меди стимулируют выработку кожей коллагена, тем самым укрепляя ее, минимизируя тонкие линии, морщины и видимые признаки старения, а также сохраняя кожу здоровой и яркой.

Научно доказано, что оксид меди является самым мощным антибактериальным природным минералом, который эффективно уничтожает многочисленные бактерии, включая те, которые вызывают акне на лице. Технология Cupron® Copper-Oxide превращает подушку в свободную от бактерий; таким образом, вы устраняете и значительно уменьшаете количество угревой инфекции, и все это в то время, когда вы наслаждаетесь настоящим сном красоты.

НАУЧНАЯ ФОРМУЛА
Cupron® — это запатентованная антимикробная технология на основе меди, которая использует уникальные свойства меди для применения в здравоохранении. В отличие от растворов местного применения, встроенная медная технология не смывается и не стирается даже при многократном воздействии процесса промышленной стирки с высокими температурами, высокими значениями pH, длительными циклами и жесткими химикатами.

НАУЧНАЯ ФОРМУЛА
MicrobiFix® — уникальная запатентованная, антибактериальная, самоочищающаяся технология для большой и маленькой уборки.

Наполнен медными волокнами , которые предотвращают рост бактерий, вызывающих неприятный запах.

MicrobiFix® можно использовать многократно, стирать.Впитывает и удерживает жидкость в 10 раз больше своего веса.

Научно доказано, что оксид меди является самым мощным антибактериальным природным минералом, который эффективно уничтожает многочисленные бактерии. Микрочастицы меди встраиваются в волокна, подложки и полимеры на ранних стадиях производства без существенных изменений в производственном процессе.

НАУЧНАЯ ФОРМУЛА
MicrobiFix® — уникальная запатентованная, антибактериальная, самоочищающаяся технология для большой и маленькой уборки.

Наполнен медными волокнами , которые предотвращают рост бактерий, вызывающих неприятный запах.

MicrobiFix® можно использовать многократно, стирать.Впитывает и удерживает жидкость в 10 раз больше своего веса.

Научно доказано, что оксид меди является самым мощным антибактериальным природным минералом, который эффективно уничтожает многочисленные бактерии. Микрочастицы меди встраиваются в волокна, подложки и полимеры на ранних стадиях производства без существенных изменений в производственном процессе.

Сырье для продукта производится из крошечных частиц меди CU2O , которые смешиваются в процессе разработки полимеров.

Сырье для масок, производимых в Израиле, содержит различные медные формулы в отборных полимерах, что позволяет готовым изделиям оказывать желаемое воздействие.

ЕЩЕ ПО ТЕМЕ

Например, Загрузка…

Медь: ключевой металл будущего

Современная экономика основана на инфраструктуре, транспорте, здравоохранении, строительстве и энергетике. Медь имеет решающее значение для каждой из этих отраслей, поддерживая экономический рост, урбанизацию, повышение уровня жизни и стабильное будущее.

Этот элемент имеет пять ключевых достояний, которые делают его неотъемлемой частью современной экономики:

1.Высокая проводимость

2.Устойчивость при давлении

3.Коррозионная стойкость

4.Антибактериальные свойства

5.Пластичность

В этой статье  мы рассмотрим, как эти свойства влияют на основные области применения красного металла сегодня.

Медь в строительстве: Строительство и инфраструктура

В строительстве и инфраструктуре используется более 40% всей производимой меди. Свойства меди подходят для различных строительных работ:

— Кровля: ветроустойчивость, эстетическая привлекательность и экологичность меди делают ее отличным кровельным материалом.

— Изготовление труб: в системах отопления и водоснабжения жилых помещений используются медные трубы, обеспечивающие высокую теплопроводность и антимикробные свойства меди..

— Электрические сети: производство, передача, распределение и потребление электроэнергии зависят от медной проводки из-за ее электропроводности и пластичности.

Кроме того, медные молниеотводы давно служат защитой зданий от ударов молнии — еще одно свидетельство их электрических свойств.

Несмотря на широкое распространение, медь остается доступной по цене. Без меди электричество, проводка и защита наших домов были бы дорогими и труднодоступными.

Медь и перевозки: Транспортировка

От автомобилей с бензиновым двигателем и электромобилей (электромобилей) до поездов и самолетов медь является неотъемлемой частью наших повседневных поездок.

Вот несколько интересных вариантов использования меди в транспорте:

По мере роста населения мира потребуется больше транспортных услуг, и медь будет продолжать играть решающую роль.

Медь и здоровье: здравоохранение и больницы

Знаете ли вы, что медь может убить 99,9%  кишечной палочки в течение двух часов после воздействия?

Это, наряду с продолжающейся пандемией COVID-19, делает антимикробные свойства меди и ее применение в здравоохранении как никогда важными. Медь помогает нам вести более здоровый образ жизни во многих отношениях.

Более 500 антимикробных медных сплавов зарегистрированы Агентством по охране окружающей среды США. При дальнейших исследованиях медь может играть еще большую роль в здравоохранении.

Медь укрепляет: украшения и чеканку (в монетной системе)

Долговечность и эстетическая привлекательность меди делают ее идеальной для использования в ювелирных изделиях и монетах, где она присутствует в значительных количествах.

Например, золотые украшения 18 карат обычно содержат 75% золота, 15% серебра и 10% меди. Медь не только укрепляет золотые и серебряные украшения, но и ее сплавы (латунь и бронза) также широко используются для изготовления доступных и привлекательных ювелирных изделий.

Кроме того, многие монеты, которые мы используем, сделаны из меди и ее сплавов. Если быть точным, два свойства меди являются ключевыми для производства прочных и безопасных монет:

1. Коррозионная стойкость: монеты из медно-никелевого сплава не тускнеют.
2. Электропроводность: медно-никелевые монеты имеют специальные электронные подписи, которые помогают предотвратить мошенничество в торговых автоматах и монетоприемниках.

Медь создает комфорт: Дом и домашнее хозяйство

В среднем в доме на одну семью содержится около 200 килограммов (439 фунтов) меди. В таблице ниже указано, как она распределена, количество меди в бытовых приборах:

Помимо бытовой техники, медь также играет важную роль в предметах, которые мы используем ежедневно. По данным BBC, обычный  iPhone в среднем содержит 15 граммов меди, что составляет примерно 10% веса телефона.

Медь сегодня является неотъемлемой частью современной экономики. Его уникальные свойства обеспечивают возможность урбанизации и экономического развития с низкими затратами — и на этом история не заканчивается.

По мере того, как мир переходит к более чистой энергетической структуре, медь станет важным материалом для обеспечения более устойчивого будущего.

Медь в возобновляемых источниках энергии

Согласно McKinsey, к 2050 году колоссальные 73% мировой выработки электроэнергии будут приходиться на возобновляемые источники энергии, и медь играет важную роль в этом переходе.

Солнечные и ветряные фермы сильно зависят от меди. Кабельная проводка и теплообмен в солнечных и ветряных электростанциях — основные области применения меди в производстве возобновляемой энергии.

Во-первых, ветряные электростанции могут содержать от 4 до 15 миллионов фунтов меди. Более того, солнечные фотоэлектрические фермы требуют 9000 фунтов меди на мегаватт энергии. Чтобы представить это в контексте, мощность солнечной энергии в Индии составляет 31 696 мегаватт, на что для этого потребуется около 322 миллионов фунтов меди.

Медь в электромобилях

В качестве стандартного эталона электропроводности медь незаменима для электромобилей. Растущий рынок электромобилей может повысить спрос на медь в ближайшем будущем.

Медь используется в аккумуляторных батареях, катушках, проводке и зарядных станциях электромобилей. Согласно текущим прогнозам роста, к 2030 году потребуется более 250 000 тонн меди в составе обмоток тяговых электродвигателей дорожных электромобилей.

Переход к чистой энергии в сочетании с урбанизацией и экономическим развитием подразумевает, что медь имеет решающее значение для будущего.

Однако значение меди для будущего — это палка о двух концах, и она вызывает опасения по поводу устойчивости ее поставок — будет ли ее достаточно?

Из 5,8 триллиона фунтов известных ресурсов меди только 12% были добыты на протяжении всей истории, и благодаря возможности вторичной переработки почти вся эта медь все еще находится в обращении.

Переработанная медь не только обеспечивает такое же качество и преимущества, как недавно добытая медь, но также позволяет ежегодно сокращать огромные 40 миллионов тонн выбросов CO2. Кроме того, при переработке меди используется на 80-90% меньше энергии, чем при добыче, а в общей сложности 8,5 млн тонн красного металла ежегодно производится из переработанного лома.

Возможность вторичной переработки меди делает ее пригодной для повторного использования на долгие годы, дополняя путь к устойчивому развитию.

Не исключение, что свойства меди позволяют найти широкое применение, которое продолжает расти по мере перехода мира к чистой энергии. А поскольку медь нужна нам во всех сферах жизни, спрос на нее будет сохраняться всегда.

Источник: https://www.visualcapitalist.com/copper-critical-today-tomorrow-and-forever/

Красноярские ученые создали уникальные тонкие пленки для резисторов и транзисторов нового поколения

На основе полученного материала физики открыли новые свойства меди, позволяющие ей накапливаться на поверхности пленок и совершать фазовые переходы.

Тонкие пленки на основе нитрида титана широко используются в различных промышленных и технологических областях, например, в производстве кремниевых микропроцессоров и других больших интегральных микросхем, фотокатализаторах, преобразователях солнечной и тепловой энергии в электрическую, в стоматологии и даже при изготовлении куполов церквей. 

Благодаря высокому электромагнитному сопротивлению и его слабой температурной зависимости, химической инертности, а также способности выдерживать высокие мощности и температуры, аналогов для их замены на настоящий момент нет.

Ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН», Сибирского федерального университета и Сибирского госуниверситета им. М.Ф. Решетнева получили новый материал из оксинитрида титана, легированного медью. Он обладает электрическим сопротивлением в тысячу раз меньше, чем у обычного нитрида титана. Изучая полученное соединение, физики открыли явление сегрегации меди — она не распределялась, как принято по всей пленке, а скапливалась на ее поверхности.

К открытиям красноярских физиков привела цепь случайных технических ошибок и исследование их последствий. Первоначально исследователи планировали получить чистый нитрид титана, чтобы его использовать для изготовления резисторов в интегральных микросхемах. Однако все пошло «не по плану». 

Тонкие пленки из оксинитрида титана, легированного медью.

В камере для роста пленок оказались примеси кислорода. Поэтому вместо запланированного чистого вещества, на выходе ученые получили оксинитрид титана. Более того, он обладал нехарактерными свойствами. Сопротивление получившегося вещества оказалось в тысячу раз ниже, чем у чистого оксинитрида титана.

Ученые подумали, что случайно попавший в камеру  кислород — причина необычных свойств материала. Чтобы проверить его причастность, исследователи попытались нейтрализовать его. Для этого перед ростом пленки в камеру был внесен водород. Он должен был вступить в реакцию с кислородом и, образовав водяной пар, вынести его из камеры. Однако это не принесло ожидаемого эффекта. Сопротивление пленок оставалось низким.

Ученые продолжали «расследование» этого феномена, пока не обнаружили в составе пленок примеси меди. Как оказалось, медь попала в пленки из-за ошибочно скомпонованного оборудования. Газовый баллон, использующийся в установке, пришел к ученым с латунным вентилем вместо нержавеющей стали. С него-то и летели частицы меди, выбиваемые газом прямо в камеру роста. Между тем удивительные открытия не закончились.

Медь принесла с собой еще парочку сюрпризов. Ее поведение оказалось нетипичным: она не распределялась по всей пленке, а собиралась на ее поверхности и образовывала дополнительный слой. В результате красноярские ученые не только получили новый материал, но и открыли новое явление — сегрегацию меди. И сделали это сравнительно дешевым, по меркам современных индустрий, методом.

«Мы складывали этот пазл три года. Когда измерили сопротивление получившегося оксинитрида титана, оно оказалось очень низким по сравнению с чистым материалом. Мы были сбиты с толку. Стали исследовать пленки, и оказалось, что в них есть примесь меди. Это поменяло все наше представление, ведь медь очень хорошо проводит электричество. Дальнейшее исследование показало, что медь вместо того, чтобы равномерно распределяться по пленке, стала всплывать на поверхность и накапливаться там узким слоем в 5-10 нанометров. 

В результате мы открыли новое явление сегрегации меди. То, что она не размешивается, а выталкивается наружу — очень хорошее подспорье для технологов. Более того, мы случайно поймали фазовый переход между состоянием сильно легированной меди и слабо легированной (с большой и маленькой концентрациями примеси). Переход получился достаточно интересным с точки зрения физики. Меняя степени легирования, можно получать разные типы проводимости. 

При этом, в случае сильного легирования, из меди получался полуметалл со свойствами как металлов, так и неметаллов. В результате мы получили возможность создавать проводящие слои. Это может пригодиться в приборостроении, например, для устройств, которые работают на высоких частотах.  

Поэтому данная разработка в перспективе может пригодиться для приборов, которым необходимо низкое сопротивление, например, транзисторов, резисторов, конденсаторов, фотокатализаторов и солнечно-селективных поглощающих покрытий», — рассказал Филипп Барон, научный сотрудник Института физики им. Л.В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН.

Исследование проведено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Красноярского краевого фонда науки (№ 20-42-240013) и Мегагранта Правительства РФ на создание лабораторий мирового уровня (№ 075-15-2019-1886).

Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

• #Новые материалы

Источник: openscience.news

Вам может быть интересно

10 августа

В Новосибирске состоится IX Международный форум технологического развития «Технопром-2022»

8 августа

Победитель «Лидеров России» предлагает создать команду ученых для интенсивного импортозамещения в химической промышленности

5 августа

Экскурсии «Наука рядом»: в июле школьники узнали, как создают вакцины, увидели строительство судов и сыграли роботами в лазертаг

свойства меди, сплавы и применение — Портал о ломе, отходах и экологии

Содержание:

• Свойства меди и место в жизни человека

• Сплавы меди

• Медь и ее сплавы, как источник цветного вторичного металла

• Первичная медь, получение и применение

Знакомство человека с медью исчисляется тысячелетиями, где ее прямым конкурентом может выступать только золото, успевшее приобрести статус благородного металла.

Свойства меди и место в жизни человека

В чистом состоянии, элемент таблицы Менделеева, именуемый Cu, встречается крайне редко. Это – пластичный металл с легким розовым оттенком. Человеку же он знаком под другим цветом: желто-красным, чаще коричнево-красным. Это связано с высокой окислительной способностью вещества. Попадая на воздух, медь покрывается тонкой оксидной пленкой, что и делает цвет металла ближе к красному.

медь в чистом виде

Первобытная тяга человека к меди основывалась на свойстве пластичности, позволяющей придавать этому металлу требуемую форму путем несложной обработки. Медь легко поддается гравировке, нанесению резьбы, оставаясь при этом достаточно прочным. Современная ценность меди, как металла – высокие показатели проводимости: электрической и тепловой. Подобная информация позволяет выделить основные направления поиска этого цветного металла в виде отходов и лома.

Удельный вес меди, составляющий округленно 8.9 г/см³, также полезен сборщику металлолома. Зная объем собранного лома, в частности проводов, жил, легко рассчитать его оценочный вес.

к содержанию ↑

Сплавы меди

Помимо относительно чистой формы, характеризуемой ничтожным содержанием примесей, медь – составляющий элемент многих сплавов, среди которых наиболее известны:

• латунь;

Латунь – сплав меди

• бронза;

Бронза

• мельхиор.

Мельхиор – больше относится к серебру, нежели к меди

Отдельно стоит выделить медный сплав с никелем, именуемый мельхиор. Он известен широкой аудитории по разменным монетам советских времен, начиная с 10 копеек а также подарочные наборы столовых приборов, но существенно уступает первым двум в степени востребованности.

Наиболее перспективными для нужд человека остаются: латунь и бронза. Желтая медь, так иначе называют латунь, на бытовом уровне широко востребована в сантехнике. Те, кто сталкивался с подбором крана или смесителя, хорошо знают это. По химическому составу различают:

• двойные латуни – сплав меди с цинком;

• многокомпонентные, в которых Zn остается основным легирующим элементом.

Процентное содержание цинка, даже в двойной латуни, широко варьируется. Сплавы, где доля Zn составляет не более 20%, именуют томпаком.

Пули из томпака

Определить состав латуни можно исходя из маркировки: для двойных сплавов после буквы «Л» указывается процентное содержание меди, например Л60. Маркировка многокомпонентных сплавов строится аналогично, только за «Л» следуют легирующие примеси с их концентрациями. Таким образом, многокомпонентная латунь марки ЛМц58- 2, использования при изготовлении деталей машин, гаек, болтом, арматуры, подразумевает содержание меди – 58%, цинка – 40%, марганца – 2%.

Бронза – в стандартном понимании, представляет медный сплав с оловом, однако на практике также обладает весьма вариативным составом. Фактически под бронзой принято понимать любой медный сплав, где никель и цинк не являются основными легирующими элементами. Стоит отметить, что найти оловянную бронзу достаточно сложно. Большее распространение получили ее безоловянные сорта.

к содержанию ↑

Медь и ее сплавы, как источник цветного вторичного металла

Взвешивая «чистый» металл и его сплавы на весах прибыльности при сдаче металлолома, можно сказать, что стоимость первого в полтора – два раза выше. Однако весовое содержание меди в металлических конструкциях часто уступает на выходе ее сплавам.

Так, медные сплавы можно обнаружить среди пришедших в негодность изделий сантехники: водопроводные краны, вентили, душевые шланги и трубки. Многие старые светильники, дверная фурнитура также изготовлены из медных сплавов, однако верх пьедестала, по весовому содержанию, занимают радиаторы отопления.

Непосредственно медь стоит искать среди бытовых приборов, желательно уже выработавших свой эксплуатационный ресурс:

• ламповый телевизор – 1,5 кг;

Ламповый телевизор с медью

• полупроводниковый ТВ приемник – 0,5 кг;

• компрессионный холодильник – около килограмма в двигателе, еще столько же могут содержать трубки радиатора;

• электродвигатели – в среднем килограмм на киловатт мощности;

Незаслуженно обходят вниманием магнитные пускатели, хотя оборудование помимо обмотки содержит медь в шинах. Небольшое содержание металла, менее килограмма принесут автомобильные стартеры и генераторы, дроссели люминесцентных ламп, трансформаторы, реле, компрессоры холодильников.

Смотрите статью – Где искать металлолом меди?

к содержанию ↑

Первичная медь, получение и применение

В зависимости от чистоты металла, различают следующие марки:

• М0 – 99,95%;

Катодная медь М0

• М1 – 99,9%;

• М2 – 99,7%;

• М3 – 99,5%;

• М4 -99%.

Одним из источников сырья для получения металла выступает медный лом, перерабатываемый согласно технологии огневого рафинирования.

Природные ресурсы металла составляет самородная медь и сульфидные руды, в частности медные колчедан и блеск. Существует два металлургических способа получения металла из руды. На основной метод – пирометаллургический, приходится 90% первичного металла, оставшиеся 10% – результат гидрометаллургической технологии.

Медная руда

Физические свойства меди не могли остаться незамеченными в промышленности. Ее высокая электропроводность позволяет использовать металл при изготовлении электродов, проводов, особенно силовых кабелей (марка М0). Относительная химическая инертность меди нашла применение металлу в узлах аппаратуры для работы с огнеопасными веществами.

Высокая теплопроводность металла, наряду с устойчивостью к коррозии, используются  при изготовлении сантехнических конструкций, узлов, а также кровельных покрытий. В настоящее время, медь вытеснили тут другие, более дешевые материалы.

Достаточно широкий рынок применения меди – производство сплавов. Латунь и бронза, где Cu является основным компонентом, уже были рассмотренные ранее. Широко используется другой сплав дюралюминий, где содержание меди доходит до 5%.

Свойства меди — Matmatch

Медь — один из старейших металлов, используемых людьми. Основные причины этого заключаются в том, что он обладает полезными металлургическими свойствами и является самородным металлом, что означает, что его можно найти в природе в пригодной для использования форме. Он также встречается в природе в минералах малахите, куприте, азурите, борните и халькопирите.

Символ химического элемента меди — Cu с атомным номером 29.

Преимущества использования меди

Медь имеет множество полезные свойства , что делает его идеальным для широкого спектра применений.

Основные свойства меди:

• Высокая электропроводность
• Высокая пластичность
• Хорошая теплопроводность
• Коррозионная стойкость
• Хорошая обрабатываемость
• Антимикробные свойства/стойкость к биообрастанию
• Немагнитный

Основные свойства меди

В этом разделе будут рассмотрены основные свойства, которые делают медь таким полезным металлом, с некоторыми примерами распространенных применений.

Электропроводность

Чистая медь имеет значение электропроводности 5,9×10 ⁷ Сименс/м, что делает ее вторым по электропроводности металлом после серебра, которое имеет значение 6,2×10 ⁷ Сименс/м.

Поскольку медь гораздо более распространена и, следовательно, дешевле серебра, медь быстро стала популярным методом передачи электроэнергии. Пластичность меди делает ее идеальной для производства проводов и кабелей. Однако вес меди сделал ее менее практичной для воздушных линий электропередач, в которых, как правило, используются алюминиевые или высокопрочные стальные пряди с алюминиевым покрытием.

Медная проволока до сих пор используется в тех случаях, когда требуется передача высокого напряжения, где важны прочность и энергоэффективность, например, кабели и контактные сети для железных дорог и трамвайных сетей.

В электрических двигателях, особенно небольших, часто используется медная катушка, так как повышенная проводимость значительно повышает эффективность двигателя по сравнению с другими металлами.

Теплопроводность

Медь известна своими хорошими тепловыми свойствами, занимая третье место после алмаза, а затем серебра с точки зрения измеренной теплопроводности природных материалов. Типичная теплопроводность чистой меди составляет 386,00 Вт/(м·К) при 20 градусах Цельсия.

Это означает, что тепло быстро проходит через металл. Это происходит из-за плотной структуры решетки атомов меди, которые вибрируют больше при повышении температуры, передавая тепло внутрь.

Медь также имеет высокую температуру плавления (1085°C), что делает ее идеальной для высокотемпературных применений, таких как основы кухонных принадлежностей, таких как кастрюли, теплообменники в котлах и радиаторы в электрическом оборудовании.

Пластичность и обрабатываемость

Медь одновременно податлива и пластична, что означает, что ее можно легко обрабатывать и вытягивать в проволочную форму. Медь часто используется в архитектурных элементах, особенно в старых церковных зданиях, таких как шпили и шпили. Крыши и обшивка старых зданий часто делались из меди, а зеленая патина, образующаяся в результате окисления, придает зданиям характерный вид, а также повышает долговечность металла.

Другие области применения, демонстрирующие пластичность меди, включают гитарные струны, трубки, трубы и кабели.

Без высокой пластичности меди было бы невозможно производить провода очень малого диаметра, которые передают электричество в компьютерах, телевизорах, мобильных телефонах и автомобилях. Большинство компактных электрических устройств будут содержать медную проводку, обычно на печатных платах, где она заменила алюминиевую проводку в качестве предпочтительной проводки.

Коррозионная стойкость

Обладая высокой естественной коррозионной стойкостью, медь зарекомендовала себя как полезный металл для наружных и морских конструкций и мореплавания. Он часто используется в форме сплава, так как медно-никелевые сплавы 90/10 и 70/30 очень хорошо противостоят коррозионному воздействию морской воды.

Для создания чрезвычайно высоких свойств коррозионной стойкости медно-никелевых сплавов между пленчатой ​​поверхностью металла и соленой водой происходит химическая реакция, защищающая металл сердцевины под ней.

Скорость коррозии впечатляюще низкая, от 0,0025 до 0,025 мм в год. Это позволило построить пирсы, причалы и доки с гораздо более длительным сроком службы при покрытии этими материалами.

Коррозионная стойкость меди также является важным фактором, благодаря которому она стала популярным выбором для бытовых водопроводных и газовых труб.

Устойчивость к противомикробным препаратам/биологическому обрастанию

Антимикробные свойства меди были замечены интуитивно много веков назад, задолго до того, как наука о микробах получила должное понимание. Водоносные сосуды, сделанные из меди, были менее склонны к росту водорослей и образованию слизи, чем другие металлы.

Ученые все еще изучают антибактериальные свойства меди, и многие считают, что это может решить проблему передачи резистентных бактерий в больницах.

Медные сплавы представляют особый интерес в этой области исследований, так как обладают самодезинфицирующими свойствами за счет пленчатой ​​структуры поверхности, убивающей огромное количество микробов, в том числе MRSA.

Все чаще можно увидеть медные сенсорные поверхности в больничных палатах и ​​операционных, заменяя поверхности из нержавеющей стали и серебра, которые не так эффективны для уничтожения бактерий.

Другими проблемными микроорганическими инфекциями, которые устраняются медью, являются кишечная палочка, стафилококк, вирус гриппа А, Clostridium difficile и аденовирус, а также другие грибковые инфекции.

Еще одним родственным свойством меди является ее биостатичность. Это означает, что бактерии и другие формы жизни не будут расти или процветать на нем. Это одна из причин (наряду с ее превосходной коррозионной стойкостью) того, что медь часто используется на корпусах кораблей для предотвращения роста ракушек и мидий, особенно в виде краски на основе меди.

Медь: факты о красноватом металле, который использовался людьми на протяжении 8000 лет

Медь — блестящий металл красновато-коричневого цвета.
(Изображение предоставлено: VvoeVale через Getty Images)

Блестящая, красноватая медь была первым металлом, которым манипулировали люди, и сегодня он остается важным металлом в промышленности.

Самый старый металлический предмет, найденный на Ближнем Востоке, состоит из меди; это было крошечное шило, датируемое 5100 г. до н.э. А пенсов США изначально были сделаны из чистой меди (хотя в наши дни это пенсов).7,5% цинк с тонкой медной пленкой).

Медь занимает третье место среди наиболее потребляемых промышленных металлов в мире после железа и алюминия , по данным Геологической службы США (USGS). Около трех четвертей этой меди идет на производство электрических проводов, телекоммуникационных кабелей и электроники.

Помимо золота, медь является единственным металлом в таблице Менделеева, цвет которого не серебристый или серый.

Химическое описание меди

Электронная конфигурация и элементарные свойства меди. (Изображение предоставлено: Грег Робсон/Creative Commons, Андрей Маринкас (открывается в новой вкладке) Shutterstock (открывается в новой вкладке))

• Атомный номер (количество протонов в ядре): 29
• Атомный символ (в периодической таблице элементов): Cu
• Атомный вес (средняя масса атомов ): 63,55
• Плотность: 8,92 грамма на кубический сантиметр
• Фаза при комнатной температуре: твердое тело
• Температура плавления: 1 984,32 градуса по Фаренгейту (1 084,62 градуса Цельсия)
• Температура кипения: 5 301 F (2 927 C)
• Количество изотопов (атомы одного и того же элемента с разным числом нейтронов): 35; 2 стабильный
• Наиболее распространенные изотопы: Cu-63 (естественное содержание 69,15 %) и Cu-65 (естественное содержание 30,85 %)

История меди

Большая часть меди находится в рудах и должна быть выплавлена ​​или извлечена руда для чистоты, прежде чем ее можно будет использовать. Но естественные химические реакции могут иногда высвобождать самородную медь, согласно сайту химической базы данных 9.0099 Chemicool (открывается в новой вкладке).

Люди изготавливали изделия из меди по крайней мере 8000 лет и научились плавить металл примерно к 4500 г. до н.э. Следующим технологическим скачком стало создание медных сплавов путем добавления в медь олова, что создавало более твердый металл, чем отдельные его части: бронзу. Технологическое развитие положило начало бронзовому веку, периоду, охватывающему приблизительно 3300–1200 лет до н. э. и отличающемуся использованием бронзовых инструментов и оружия, согласно 9.0099 Канал истории (откроется в новой вкладке).

Медные артефакты разбросаны по историческим записям. Крошечное шило или заостренный инструмент, датируемый 5100 г. до н.э. был похоронен с женщиной средних лет в древней деревне в Израиле. Шило представляет собой 90 099 старейших металлических предметов 90 100, когда-либо найденных на Ближнем Востоке. Согласно статье 2014 года, опубликованной в PLOS ONE (откроется в новой вкладке). В г. древнем Египте г. люди использовали медные сплавы для изготовления украшений, в том числе колец на пальцах ног. Исследователи также обнаружили массивные медные рудники 10 века до н.э. в Израиле. Медь, возможно, даже была первым загрязнителем , который люди выпустили в окружающую среду около 7000 лет назад.

На протяжении всей истории многие инструменты делались из меди, например, это медное шило с посеребренной ручкой, которое, как полагают, относится к раннему бронзовому веку. Он был найден на археологических раскопках Ла-Альмолойя в Плиего, Мурсия на юго-востоке Испании. (Изображение предоставлено J.A. Soldevilla, любезно предоставлено Исследовательской группой Arqueoecologia Social Mediterrània, Автономный университет Барселоны; Antiquity Publications Ltd)

По данным Геологической службы США, около двух третей меди на Земле находится в изверженных (вулканических) породах, а около четверти — в осадочных породах. Этот металл пластичен и податлив, хорошо проводит тепло и электричество — вот почему медь широко используется в электронике и проводке.

Медь становится зеленой из-за реакции окисления; то есть он теряет электроны, когда подвергается воздействию воды и воздуха. Эта реакция окисления является причиной того, что покрытая медью Статуя Свободы имеет зеленый цвет, а не оранжево-красный. Согласно Ассоциация развития меди , выветренный слой оксида меди толщиной всего 0,005 дюйма (0,127 миллиметра) покрывает Lady Liberty, а покрытие весит около 80 тонн (73 метрических тонны). Переход от медного цвета к зеленому происходил постепенно и был завершен к 1920 году, через 34 года после того, как статуя была освящена и открыта, согласно Нью-Йоркского исторического общества .

Краткие факты о меди

Вот несколько интересных фактов о меди:

•  Согласно Питеру ван дер Крогу t , голландскому историку, слово «медь» имеет несколько корней, многие из которых происходят от латинского слова cuprum , которое образовано от словосочетания . Cyprium aes , что означает «металл с Кипра», так как большая часть используемой в то время меди добывалась на Кипре.
• Если бы вся медная проводка в среднем автомобиле была проложена, она растянулась бы на 0,9 мили (1,5 км), согласно USGS .
• По данным Лаборатории Джефферсона , электропроводность меди (насколько легко ток может течь через металл) уступает только серебру.
• Копейки были из чистой меди только с 1783 по 1837. С 1837—1857 копейки изготавливались из бронзы (95% меди, остальные 5% составляли олово и цинк). В 1857 году количество меди в пенни упало до 88% (оставшиеся 12% составлял никель). В 1864 году рецепт вернулся к своему прежнему рецепту. В 1962, содержание пенни изменилось до 95% меди и 5% цинка. С 1982 года по сегодняшний день пенни состоят на 97,5% из цинка и на 2,5% из меди.
• Люди нуждаются в меди в своем рационе. Этот металл является важным микроэлементом, который имеет решающее значение для формирования эритроцитов, согласно Национальной медицинской библиотеки США . К счастью, медь можно найти в различных продуктах, в том числе в зерне, бобах, картофеле и листовой зелени.
• Слишком много меди (открывается в новой вкладке), однако, это плохо. Проглатывание большого количества металла может вызвать боль в животе, рвоту и желтуху (желтоватый оттенок кожи и белков глаз, что может указывать на то, что печень работает неправильно) в краткосрочной перспективе. Длительное воздействие может привести к таким симптомам, как анемия, судороги и диарея, которая часто бывает кровавой и может быть синего цвета.
• Иногда в водопроводе обнаруживается повышенное содержание меди из-за старых медных труб. Например, в августе 2018 года система государственных школ в Детройте отключила всю питьевую воду в государственных школах в качестве меры предосторожности из-за высокого уровня содержания меди и железа в воде, по данным Seattle. Раз (откроется в новой вкладке).
• Медь обладает антимикробными свойствами, а убивает бактерии, вирусы и дрожжи при контакте, согласно статье 2011 года в журнале Applied and Environmental Microbiology. В результате медь можно даже вплетать в ткани для изготовления антимикробной одежды, например 9.0099 носки против грибка стопы .
• Медь также входит в состав некоторых типов внутриматочных спиралей (ВМС), используемых для контроля над рождаемостью, согласно номеру клиники Майо . Медная проводка вызывает воспалительную реакцию, токсичную как для сперматозоидов, так и для яйцеклеток, чтобы предотвратить беременность. При любой медицинской процедуре существует риск побочных эффектов. (Согласно статье 2017 года, опубликованной в Medical Science Monitor 9, токсичность меди, по-видимому, не такова.0100 (откроется в новой вкладке) ) .

Врач держит Т-образную внутриматочную спираль (ВМС), изготовленную из пластика и меди. Его помещают внутрь матки, чтобы предотвратить беременность. (Изображение предоставлено New Africa через Shutterstock)

Текущие исследования

Антимикробные свойства меди сделали ее популярным металлом в области медицины. Несколько больниц экспериментировали с покрытием поверхностей, к которым часто прикасаются, таких как поручни кроватей и кнопки вызова, медью или медными сплавами в попытке замедлить распространение внутрибольничных инфекций. Медь убивает микробы, препятствуя электрическому заряду клеточных мембран организмов, говорит Кассандра Сальгадо, профессор инфекционных заболеваний и больничный эпидемиолог Медицинского университета Южной Каролины.

В 2013 году группа исследователей под руководством Сальгадо протестировала поверхности в отделениях интенсивной терапии (ОИТ) в трех больницах, сравнив комнаты, модифицированные медными поверхностями, прикрепленными к шести обычным предметам, которые подвергаются большому количеству рук, с комнатами, не модифицированными медью. Ученые обнаружили, что в традиционных больничных палатах (без медных поверхностей) у 12,3% пациентов развились устойчивые к антибиотикам инфекции, такие как устойчивый к метициллину Staphylococcus aureus (MRSA) и устойчивый к ванкомицину 9. 0182 Энтерококк (ВРЭ). Для сравнения, в палатах, модифицированных медью, только 7,1% пациентов заразились одной из этих потенциально разрушительных инфекций.

«Мы знаем, что если вы поместите медь в палату пациента, вы уменьшите микробную нагрузку», — сказал Сальгадо Live Science. «Я думаю, что это было доказано снова и снова. Наше исследование было первым, кто продемонстрировал, что это может иметь клиническую пользу».

Исследователи ничего не изменили в условиях отделения интенсивной терапии, кроме меди; врачи и медсестры по-прежнему мыли руки, и уборка шла своим чередом. Исследователи опубликовали свои выводы в 2013 году в журнале 9.0099 Инфекционный контроль и госпитальная эпидемиология (открывается в новой вкладке). Сальгадо и ее команда также протестировали медные покрытия стетоскопов, согласно статье 2017 года, опубликованной в Американском журнале инфекционного контроля , где исследователи обнаружили, что на стетоскопах с медным покрытием было значительно меньше бактерий. Фактически, 66% стетоскопов были полностью свободны от бактерий. Дальнейшие исследования продолжаются для проверки идеи меднения в других медицинских отделениях, особенно в тех местах, где пациенты более мобильны, чем в отделении интенсивной терапии. По словам Салдаго, также необходимо провести анализ затрат и результатов, чтобы сопоставить расходы на установку меди и экономию, полученную за счет предотвращения дорогостоящих инфекций.

В 2020 году двойное слепое рандомизированное контролируемое исследование показало, что перевязка ран после кесарева сечения бинтами с высоким содержанием меди может снизить риск инфекции в брюшной полости на 80% по сравнению с традиционными перевязками. Результаты были опубликованы в Европейском журнале акушерства, гинекологии и репродуктивной биологии (открывается в новой вкладке).

Зачищенные медные силовые кабели. (Изображение предоставлено Хосе А. Бернатом Басете через Getty Images)

Медь также играет огромную роль в электронике, и из-за ее изобилия и низкой цены исследователи работают над интеграцией металла во все большее число передовых устройств.

Фактически, медь может помочь в производстве футуристической электронной бумаги, носимых биосенсоров и другой «мягкой» электроники, сказал Венлонг Ченг, профессор химического машиностроения в Университете Монаш в Австралии. Ченг и его коллеги использовали медные нанопроволоки для создания «аэрогелевого монолита», материала с высокой пористостью, очень легкого и достаточно прочного, чтобы стоять самостоятельно, подобно сухой кухонной губке. В прошлом эти монолиты из аэрогеля изготавливались из золота или серебра, но медь является более экономичным вариантом.

Путем смешивания медных нанопроволок с небольшим количеством поливинилового спирта исследователи создали монолиты аэрогеля, которые могут превращаться в своего рода нарезаемую формуемую резину, проводящую электричество. Исследователи сообщили о своих выводах в 2014 году в журнале ACS Nano (откроется в новой вкладке). Конечным результатом может быть робот с мягким телом или медицинский датчик, который идеально сочетается с изогнутой кожей, сказал Ченг в интервью Live Science. В настоящее время он и его команда работают над созданием датчиков артериального давления и температуры тела из монолитов медного аэрогеля — еще один способ, с помощью которого медь может помочь контролировать здоровье человека.

Физики также проводили эксперименты с медью. В эксперименте 2014 года кусок меди стал самым холодным кубическим метром (35,3 кубических фута) на Земле, когда исследователи охладили его до 6 милликельвинов, или шеститысячных градуса выше абсолютного нуля (0 кельвинов). Это самое близкое к абсолютному нулю 90 099 90 100 вещество с такой массой и объемом.

Исследователи из Итальянского национального института ядерной физики установили 880-фунтовую ракету. (400 кг) медный куб внутри контейнера, называемого криостатом, который специально разработан для того, чтобы предметы оставались очень холодными. Это первый криостат, или устройство для хранения вещей при низких температурах, способное хранить вещества так близко к абсолютному нулю. Эксперимент с ледяной медью был частью исследовательского проекта по изучению субатомных частиц, называемых нейтрино, и тому, почему материи намного больше, чем антивещества во Вселенной.

Истории по теме

Медь также представляет интерес для ученых-аграриев. Исследователи из Корнельского университета изучают последствия дефицита меди в сельскохозяйственных культурах, особенно в пшенице. Пшеница является одним из важнейших продуктов питания в мире, и дефицит меди может привести как к снижению урожайности, так и к снижению плодородия сельскохозяйственных культур.

Исследователи изучали, как растения поглощают и перерабатывают медь. Они обнаружили в пшенице два белка, AtCITF1 и AtSPL7, которые жизненно важны для поглощения и доставки меди в репродуктивные органы пшеницы.0099 Министерство сельского хозяйства США (открывается в новой вкладке).

Ранние испытания показали, что когда медь и другие питательные вещества обогащаются в почве, а затем поглощаются пшеницей, урожайность увеличивается в семь раз. Хотя известно, что знания о меди и других полезных ископаемых полезны для здоровья и плодородия сельскохозяйственных культур, как и почему это происходит, не совсем понятно. Знания о том, почему медь полезна и как она действует в процессе роста и размножения растений, можно в дальнейшем использовать для выращивания таких культур, как рис, ячмень и овес, а также для внесения в эти культуры богатых минералами удобрений, содержащих медь, в почву, которая когда-то был непригоден для земледелия.

Эта статья была обновлена ​​9 марта 2022 г. участником Live Science Стефани Паппас. Дополнительный отчет автора Live Science Рэйчел Росс.

Дополнительная литература

• Американское онкологическое общество (открывается в новой вкладке) изучает исследования о меди и утверждает, что она может играть роль в профилактике или лечении рака.
• Агентство по охране окружающей среды предоставляет информацию о воздействии высоких концентраций меди и последствиях коррозии меди в бытовых трубах.
• Национальный ускоритель Томаса Джефферсона ( Лаборатория Джефферсона ) исследует историю и использование меди.

Библиография

» Медь: информация об элементе, свойства и использование. (открывается в новой вкладке)» Королевское химическое общество. По состоянию на 9 марта 2022 г.

« Польза для здоровья и риски, связанные с медью. (открывается в новой вкладке)» MedicalNewsToday. Обновлено в октябре 2017 г. 

» Медь (откроется в новой вкладке)». Национальная медицинская библиотека. По состоянию на 9 марта, 2022.

Стефани Паппас — автор статей для журнала Live Science, освещающего самые разные темы — от геонаук до археологии, человеческого мозга и поведения. Ранее она была старшим автором журнала Live Science, но теперь работает внештатным сотрудником в Денвере, штат Колорадо, и регулярно публикует статьи в журналах Scientific American и The Monitor, ежемесячном журнале Американской психологической ассоциации. Стефани получила степень бакалавра психологии в Университете Южной Каролины и диплом о высшем образовании в области научной коммуникации в Калифорнийском университете в Санта-Круз.

Медь: факты о красноватом металле, который использовался людьми на протяжении 8000 лет

Медь — блестящий металл красновато-коричневого цвета.
(Изображение предоставлено: VvoeVale через Getty Images)

Блестящая, красноватая медь была первым металлом, которым манипулировали люди, и сегодня он остается важным металлом в промышленности.

Самый старый металлический предмет, найденный на Ближнем Востоке, состоит из меди; это было крошечное шило, датируемое 5100 г. до н.э. А пенсов США изначально были сделаны из чистой меди (хотя в наши дни это пенсов).7,5% цинк с тонкой медной пленкой).

Медь занимает третье место среди наиболее потребляемых промышленных металлов в мире после железа и алюминия , по данным Геологической службы США (USGS). Около трех четвертей этой меди идет на производство электрических проводов, телекоммуникационных кабелей и электроники.

Помимо золота, медь является единственным металлом в таблице Менделеева, цвет которого не серебристый или серый.

Химическое описание меди

Электронная конфигурация и элементарные свойства меди. (Изображение предоставлено: Грег Робсон/Creative Commons, Андрей Маринкас (открывается в новой вкладке) Shutterstock (открывается в новой вкладке))

• Атомный номер (количество протонов в ядре): 29
• Атомный символ (в периодической таблице элементов): Cu
• Атомный вес (средняя масса атомов ): 63,55
• Плотность: 8,92 грамма на кубический сантиметр
• Фаза при комнатной температуре: твердое тело
• Температура плавления: 1 984,32 градуса по Фаренгейту (1 084,62 градуса Цельсия)
• Температура кипения: 5 301 F (2 927 C)
• Количество изотопов (атомы одного и того же элемента с разным числом нейтронов): 35; 2 стабильный
• Наиболее распространенные изотопы: Cu-63 (естественное содержание 69,15 %) и Cu-65 (естественное содержание 30,85 %)

История меди

Большая часть меди находится в рудах и должна быть выплавлена ​​или извлечена руда для чистоты, прежде чем ее можно будет использовать. Но естественные химические реакции могут иногда высвобождать самородную медь, согласно сайту химической базы данных 9.0099 Chemicool (открывается в новой вкладке).

Люди изготавливали изделия из меди по крайней мере 8000 лет и научились плавить металл примерно к 4500 г. до н.э. Следующим технологическим скачком стало создание медных сплавов путем добавления в медь олова, что создавало более твердый металл, чем отдельные его части: бронзу. Технологическое развитие положило начало бронзовому веку, периоду, охватывающему приблизительно 3300–1200 лет до н. э. и отличающемуся использованием бронзовых инструментов и оружия, согласно 9.0099 Канал истории (откроется в новой вкладке).

Медные артефакты разбросаны по историческим записям. Крошечное шило или заостренный инструмент, датируемый 5100 г. до н.э. был похоронен с женщиной средних лет в древней деревне в Израиле. Шило представляет собой 90 099 старейших металлических предметов 90 100, когда-либо найденных на Ближнем Востоке. Согласно статье 2014 года, опубликованной в PLOS ONE (откроется в новой вкладке). В г. древнем Египте г. люди использовали медные сплавы для изготовления украшений, в том числе колец на пальцах ног. Исследователи также обнаружили массивные медные рудники 10 века до н.э. в Израиле. Медь, возможно, даже была первым загрязнителем , который люди выпустили в окружающую среду около 7000 лет назад.

На протяжении всей истории многие инструменты делались из меди, например, это медное шило с посеребренной ручкой, которое, как полагают, относится к раннему бронзовому веку. Он был найден на археологических раскопках Ла-Альмолойя в Плиего, Мурсия на юго-востоке Испании. (Изображение предоставлено J.A. Soldevilla, любезно предоставлено Исследовательской группой Arqueoecologia Social Mediterrània, Автономный университет Барселоны; Antiquity Publications Ltd)

По данным Геологической службы США, около двух третей меди на Земле находится в изверженных (вулканических) породах, а около четверти — в осадочных породах. Этот металл пластичен и податлив, хорошо проводит тепло и электричество — вот почему медь широко используется в электронике и проводке.

Медь становится зеленой из-за реакции окисления; то есть он теряет электроны, когда подвергается воздействию воды и воздуха. Эта реакция окисления является причиной того, что покрытая медью Статуя Свободы имеет зеленый цвет, а не оранжево-красный. Согласно Ассоциация развития меди , выветренный слой оксида меди толщиной всего 0,005 дюйма (0,127 миллиметра) покрывает Lady Liberty, а покрытие весит около 80 тонн (73 метрических тонны). Переход от медного цвета к зеленому происходил постепенно и был завершен к 1920 году, через 34 года после того, как статуя была освящена и открыта, согласно Нью-Йоркского исторического общества .

Краткие факты о меди

Вот несколько интересных фактов о меди:

•  Согласно Питеру ван дер Крогу t , голландскому историку, слово «медь» имеет несколько корней, многие из которых происходят от латинского слова cuprum , которое образовано от словосочетания . Cyprium aes , что означает «металл с Кипра», так как большая часть используемой в то время меди добывалась на Кипре.
• Если бы вся медная проводка в среднем автомобиле была проложена, она растянулась бы на 0,9 мили (1,5 км), согласно USGS .
• По данным Лаборатории Джефферсона , электропроводность меди (насколько легко ток может течь через металл) уступает только серебру.
• Копейки были из чистой меди только с 1783 по 1837. С 1837—1857 копейки изготавливались из бронзы (95% меди, остальные 5% составляли олово и цинк). В 1857 году количество меди в пенни упало до 88% (оставшиеся 12% составлял никель). В 1864 году рецепт вернулся к своему прежнему рецепту. В 1962, содержание пенни изменилось до 95% меди и 5% цинка. С 1982 года по сегодняшний день пенни состоят на 97,5% из цинка и на 2,5% из меди.
• Люди нуждаются в меди в своем рационе. Этот металл является важным микроэлементом, который имеет решающее значение для формирования эритроцитов, согласно Национальной медицинской библиотеки США . К счастью, медь можно найти в различных продуктах, в том числе в зерне, бобах, картофеле и листовой зелени.
• Слишком много меди (открывается в новой вкладке), однако, это плохо. Проглатывание большого количества металла может вызвать боль в животе, рвоту и желтуху (желтоватый оттенок кожи и белков глаз, что может указывать на то, что печень работает неправильно) в краткосрочной перспективе. Длительное воздействие может привести к таким симптомам, как анемия, судороги и диарея, которая часто бывает кровавой и может быть синего цвета.
• Иногда в водопроводе обнаруживается повышенное содержание меди из-за старых медных труб. Например, в августе 2018 года система государственных школ в Детройте отключила всю питьевую воду в государственных школах в качестве меры предосторожности из-за высокого уровня содержания меди и железа в воде, по данным Seattle. Раз (откроется в новой вкладке).
• Медь обладает антимикробными свойствами, а убивает бактерии, вирусы и дрожжи при контакте, согласно статье 2011 года в журнале Applied and Environmental Microbiology. В результате медь можно даже вплетать в ткани для изготовления антимикробной одежды, например 9.0099 носки против грибка стопы .
• Медь также входит в состав некоторых типов внутриматочных спиралей (ВМС), используемых для контроля над рождаемостью, согласно номеру клиники Майо . Медная проводка вызывает воспалительную реакцию, токсичную как для сперматозоидов, так и для яйцеклеток, чтобы предотвратить беременность. При любой медицинской процедуре существует риск побочных эффектов. (Согласно статье 2017 года, опубликованной в Medical Science Monitor 9, токсичность меди, по-видимому, не такова.0100 (откроется в новой вкладке) ) .

Врач держит Т-образную внутриматочную спираль (ВМС), изготовленную из пластика и меди. Его помещают внутрь матки, чтобы предотвратить беременность. (Изображение предоставлено New Africa через Shutterstock)

Текущие исследования

Антимикробные свойства меди сделали ее популярным металлом в области медицины. Несколько больниц экспериментировали с покрытием поверхностей, к которым часто прикасаются, таких как поручни кроватей и кнопки вызова, медью или медными сплавами в попытке замедлить распространение внутрибольничных инфекций. Медь убивает микробы, препятствуя электрическому заряду клеточных мембран организмов, говорит Кассандра Сальгадо, профессор инфекционных заболеваний и больничный эпидемиолог Медицинского университета Южной Каролины.

В 2013 году группа исследователей под руководством Сальгадо протестировала поверхности в отделениях интенсивной терапии (ОИТ) в трех больницах, сравнив комнаты, модифицированные медными поверхностями, прикрепленными к шести обычным предметам, которые подвергаются большому количеству рук, с комнатами, не модифицированными медью. Ученые обнаружили, что в традиционных больничных палатах (без медных поверхностей) у 12,3% пациентов развились устойчивые к антибиотикам инфекции, такие как устойчивый к метициллину Staphylococcus aureus (MRSA) и устойчивый к ванкомицину 9. 0182 Энтерококк (ВРЭ). Для сравнения, в палатах, модифицированных медью, только 7,1% пациентов заразились одной из этих потенциально разрушительных инфекций.

«Мы знаем, что если вы поместите медь в палату пациента, вы уменьшите микробную нагрузку», — сказал Сальгадо Live Science. «Я думаю, что это было доказано снова и снова. Наше исследование было первым, кто продемонстрировал, что это может иметь клиническую пользу».

Исследователи ничего не изменили в условиях отделения интенсивной терапии, кроме меди; врачи и медсестры по-прежнему мыли руки, и уборка шла своим чередом. Исследователи опубликовали свои выводы в 2013 году в журнале 9.0099 Инфекционный контроль и госпитальная эпидемиология (открывается в новой вкладке). Сальгадо и ее команда также протестировали медные покрытия стетоскопов, согласно статье 2017 года, опубликованной в Американском журнале инфекционного контроля , где исследователи обнаружили, что на стетоскопах с медным покрытием было значительно меньше бактерий. Фактически, 66% стетоскопов были полностью свободны от бактерий. Дальнейшие исследования продолжаются для проверки идеи меднения в других медицинских отделениях, особенно в тех местах, где пациенты более мобильны, чем в отделении интенсивной терапии. По словам Салдаго, также необходимо провести анализ затрат и результатов, чтобы сопоставить расходы на установку меди и экономию, полученную за счет предотвращения дорогостоящих инфекций.

В 2020 году двойное слепое рандомизированное контролируемое исследование показало, что перевязка ран после кесарева сечения бинтами с высоким содержанием меди может снизить риск инфекции в брюшной полости на 80% по сравнению с традиционными перевязками. Результаты были опубликованы в Европейском журнале акушерства, гинекологии и репродуктивной биологии (открывается в новой вкладке).

Зачищенные медные силовые кабели. (Изображение предоставлено Хосе А. Бернатом Басете через Getty Images)

Медь также играет огромную роль в электронике, и из-за ее изобилия и низкой цены исследователи работают над интеграцией металла во все большее число передовых устройств.

Фактически, медь может помочь в производстве футуристической электронной бумаги, носимых биосенсоров и другой «мягкой» электроники, сказал Венлонг Ченг, профессор химического машиностроения в Университете Монаш в Австралии. Ченг и его коллеги использовали медные нанопроволоки для создания «аэрогелевого монолита», материала с высокой пористостью, очень легкого и достаточно прочного, чтобы стоять самостоятельно, подобно сухой кухонной губке. В прошлом эти монолиты из аэрогеля изготавливались из золота или серебра, но медь является более экономичным вариантом.

Путем смешивания медных нанопроволок с небольшим количеством поливинилового спирта исследователи создали монолиты аэрогеля, которые могут превращаться в своего рода нарезаемую формуемую резину, проводящую электричество. Исследователи сообщили о своих выводах в 2014 году в журнале ACS Nano (откроется в новой вкладке). Конечным результатом может быть робот с мягким телом или медицинский датчик, который идеально сочетается с изогнутой кожей, сказал Ченг в интервью Live Science. В настоящее время он и его команда работают над созданием датчиков артериального давления и температуры тела из монолитов медного аэрогеля — еще один способ, с помощью которого медь может помочь контролировать здоровье человека.

Физики также проводили эксперименты с медью. В эксперименте 2014 года кусок меди стал самым холодным кубическим метром (35,3 кубических фута) на Земле, когда исследователи охладили его до 6 милликельвинов, или шеститысячных градуса выше абсолютного нуля (0 кельвинов). Это самое близкое к абсолютному нулю 90 099 90 100 вещество с такой массой и объемом.

Исследователи из Итальянского национального института ядерной физики установили 880-фунтовую ракету. (400 кг) медный куб внутри контейнера, называемого криостатом, который специально разработан для того, чтобы предметы оставались очень холодными. Это первый криостат, или устройство для хранения вещей при низких температурах, способное хранить вещества так близко к абсолютному нулю. Эксперимент с ледяной медью был частью исследовательского проекта по изучению субатомных частиц, называемых нейтрино, и тому, почему материи намного больше, чем антивещества во Вселенной.

Истории по теме

Медь также представляет интерес для ученых-аграриев. Исследователи из Корнельского университета изучают последствия дефицита меди в сельскохозяйственных культурах, особенно в пшенице. Пшеница является одним из важнейших продуктов питания в мире, и дефицит меди может привести как к снижению урожайности, так и к снижению плодородия сельскохозяйственных культур.

Исследователи изучали, как растения поглощают и перерабатывают медь. Они обнаружили в пшенице два белка, AtCITF1 и AtSPL7, которые жизненно важны для поглощения и доставки меди в репродуктивные органы пшеницы.0099 Министерство сельского хозяйства США (открывается в новой вкладке).

Ранние испытания показали, что когда медь и другие питательные вещества обогащаются в почве, а затем поглощаются пшеницей, урожайность увеличивается в семь раз. Хотя известно, что знания о меди и других полезных ископаемых полезны для здоровья и плодородия сельскохозяйственных культур, как и почему это происходит, не совсем понятно. Знания о том, почему медь полезна и как она действует в процессе роста и размножения растений, можно в дальнейшем использовать для выращивания таких культур, как рис, ячмень и овес, а также для внесения в эти культуры богатых минералами удобрений, содержащих медь, в почву, которая когда-то был непригоден для земледелия.

Эта статья была обновлена ​​9 марта 2022 г. участником Live Science Стефани Паппас. Дополнительный отчет автора Live Science Рэйчел Росс.

Дополнительная литература

• Американское онкологическое общество (открывается в новой вкладке) изучает исследования о меди и утверждает, что она может играть роль в профилактике или лечении рака.
• Агентство по охране окружающей среды предоставляет информацию о воздействии высоких концентраций меди и последствиях коррозии меди в бытовых трубах.
• Национальный ускоритель Томаса Джефферсона ( Лаборатория Джефферсона ) исследует историю и использование меди.

Библиография

» Медь: информация об элементе, свойства и использование. (открывается в новой вкладке)» Королевское химическое общество. По состоянию на 9 марта 2022 г.

« Польза для здоровья и риски, связанные с медью. (открывается в новой вкладке)» MedicalNewsToday. Обновлено в октябре 2017 г. 

» Медь (откроется в новой вкладке)». Национальная медицинская библиотека. По состоянию на 9 марта, 2022.

Стефани Паппас — автор статей для журнала Live Science, освещающего самые разные темы — от геонаук до археологии, человеческого мозга и поведения. Ранее она была старшим автором журнала Live Science, но теперь работает внештатным сотрудником в Денвере, штат Колорадо, и регулярно публикует статьи в журналах Scientific American и The Monitor, ежемесячном журнале Американской психологической ассоциации. Стефани получила степень бакалавра психологии в Университете Южной Каролины и диплом о высшем образовании в области научной коммуникации в Калифорнийском университете в Санта-Круз.

Медь: факты о красноватом металле, который использовался людьми на протяжении 8000 лет

Медь — блестящий металл красновато-коричневого цвета.
(Изображение предоставлено: VvoeVale через Getty Images)

Блестящая, красноватая медь была первым металлом, которым манипулировали люди, и сегодня он остается важным металлом в промышленности.

Самый старый металлический предмет, найденный на Ближнем Востоке, состоит из меди; это было крошечное шило, датируемое 5100 г. до н.э. А пенсов США изначально были сделаны из чистой меди (хотя в наши дни это пенсов).7,5% цинк с тонкой медной пленкой).

Медь занимает третье место среди наиболее потребляемых промышленных металлов в мире после железа и алюминия , по данным Геологической службы США (USGS). Около трех четвертей этой меди идет на производство электрических проводов, телекоммуникационных кабелей и электроники.

Помимо золота, медь является единственным металлом в таблице Менделеева, цвет которого не серебристый или серый.

Химическое описание меди

Электронная конфигурация и элементарные свойства меди. (Изображение предоставлено: Грег Робсон/Creative Commons, Андрей Маринкас (открывается в новой вкладке) Shutterstock (открывается в новой вкладке))

• Атомный номер (количество протонов в ядре): 29
• Атомный символ (в периодической таблице элементов): Cu
• Атомный вес (средняя масса атомов ): 63,55
• Плотность: 8,92 грамма на кубический сантиметр
• Фаза при комнатной температуре: твердое тело
• Температура плавления: 1 984,32 градуса по Фаренгейту (1 084,62 градуса Цельсия)
• Температура кипения: 5 301 F (2 927 C)
• Количество изотопов (атомы одного и того же элемента с разным числом нейтронов): 35; 2 стабильный
• Наиболее распространенные изотопы: Cu-63 (естественное содержание 69,15 %) и Cu-65 (естественное содержание 30,85 %)

История меди

Большая часть меди находится в рудах и должна быть выплавлена ​​или извлечена руда для чистоты, прежде чем ее можно будет использовать. Но естественные химические реакции могут иногда высвобождать самородную медь, согласно сайту химической базы данных 9.0099 Chemicool (открывается в новой вкладке).

Люди изготавливали изделия из меди по крайней мере 8000 лет и научились плавить металл примерно к 4500 г. до н.э. Следующим технологическим скачком стало создание медных сплавов путем добавления в медь олова, что создавало более твердый металл, чем отдельные его части: бронзу. Технологическое развитие положило начало бронзовому веку, периоду, охватывающему приблизительно 3300–1200 лет до н. э. и отличающемуся использованием бронзовых инструментов и оружия, согласно 9.0099 Канал истории (откроется в новой вкладке).

Медные артефакты разбросаны по историческим записям. Крошечное шило или заостренный инструмент, датируемый 5100 г. до н.э. был похоронен с женщиной средних лет в древней деревне в Израиле. Шило представляет собой 90 099 старейших металлических предметов 90 100, когда-либо найденных на Ближнем Востоке. Согласно статье 2014 года, опубликованной в PLOS ONE (откроется в новой вкладке). В г. древнем Египте г. люди использовали медные сплавы для изготовления украшений, в том числе колец на пальцах ног. Исследователи также обнаружили массивные медные рудники 10 века до н.э. в Израиле. Медь, возможно, даже была первым загрязнителем , который люди выпустили в окружающую среду около 7000 лет назад.

На протяжении всей истории многие инструменты делались из меди, например, это медное шило с посеребренной ручкой, которое, как полагают, относится к раннему бронзовому веку. Он был найден на археологических раскопках Ла-Альмолойя в Плиего, Мурсия на юго-востоке Испании. (Изображение предоставлено J.A. Soldevilla, любезно предоставлено Исследовательской группой Arqueoecologia Social Mediterrània, Автономный университет Барселоны; Antiquity Publications Ltd)

По данным Геологической службы США, около двух третей меди на Земле находится в изверженных (вулканических) породах, а около четверти — в осадочных породах. Этот металл пластичен и податлив, хорошо проводит тепло и электричество — вот почему медь широко используется в электронике и проводке.

Медь становится зеленой из-за реакции окисления; то есть он теряет электроны, когда подвергается воздействию воды и воздуха. Эта реакция окисления является причиной того, что покрытая медью Статуя Свободы имеет зеленый цвет, а не оранжево-красный. Согласно Ассоциация развития меди , выветренный слой оксида меди толщиной всего 0,005 дюйма (0,127 миллиметра) покрывает Lady Liberty, а покрытие весит около 80 тонн (73 метрических тонны). Переход от медного цвета к зеленому происходил постепенно и был завершен к 1920 году, через 34 года после того, как статуя была освящена и открыта, согласно Нью-Йоркского исторического общества .

Краткие факты о меди

Вот несколько интересных фактов о меди:

•  Согласно Питеру ван дер Крогу t , голландскому историку, слово «медь» имеет несколько корней, многие из которых происходят от латинского слова cuprum , которое образовано от словосочетания . Cyprium aes , что означает «металл с Кипра», так как большая часть используемой в то время меди добывалась на Кипре.
• Если бы вся медная проводка в среднем автомобиле была проложена, она растянулась бы на 0,9 мили (1,5 км), согласно USGS .
• По данным Лаборатории Джефферсона , электропроводность меди (насколько легко ток может течь через металл) уступает только серебру.
• Копейки были из чистой меди только с 1783 по 1837. С 1837—1857 копейки изготавливались из бронзы (95% меди, остальные 5% составляли олово и цинк). В 1857 году количество меди в пенни упало до 88% (оставшиеся 12% составлял никель). В 1864 году рецепт вернулся к своему прежнему рецепту. В 1962, содержание пенни изменилось до 95% меди и 5% цинка. С 1982 года по сегодняшний день пенни состоят на 97,5% из цинка и на 2,5% из меди.
• Люди нуждаются в меди в своем рационе. Этот металл является важным микроэлементом, который имеет решающее значение для формирования эритроцитов, согласно Национальной медицинской библиотеки США . К счастью, медь можно найти в различных продуктах, в том числе в зерне, бобах, картофеле и листовой зелени.
• Слишком много меди (открывается в новой вкладке), однако, это плохо. Проглатывание большого количества металла может вызвать боль в животе, рвоту и желтуху (желтоватый оттенок кожи и белков глаз, что может указывать на то, что печень работает неправильно) в краткосрочной перспективе. Длительное воздействие может привести к таким симптомам, как анемия, судороги и диарея, которая часто бывает кровавой и может быть синего цвета.
• Иногда в водопроводе обнаруживается повышенное содержание меди из-за старых медных труб. Например, в августе 2018 года система государственных школ в Детройте отключила всю питьевую воду в государственных школах в качестве меры предосторожности из-за высокого уровня содержания меди и железа в воде, по данным Seattle. Раз (откроется в новой вкладке).
• Медь обладает антимикробными свойствами, а убивает бактерии, вирусы и дрожжи при контакте, согласно статье 2011 года в журнале Applied and Environmental Microbiology. В результате медь можно даже вплетать в ткани для изготовления антимикробной одежды, например 9.0099 носки против грибка стопы .
• Медь также входит в состав некоторых типов внутриматочных спиралей (ВМС), используемых для контроля над рождаемостью, согласно номеру клиники Майо . Медная проводка вызывает воспалительную реакцию, токсичную как для сперматозоидов, так и для яйцеклеток, чтобы предотвратить беременность. При любой медицинской процедуре существует риск побочных эффектов. (Согласно статье 2017 года, опубликованной в Medical Science Monitor 9, токсичность меди, по-видимому, не такова.0100 (откроется в новой вкладке) ) .

Врач держит Т-образную внутриматочную спираль (ВМС), изготовленную из пластика и меди. Его помещают внутрь матки, чтобы предотвратить беременность. (Изображение предоставлено New Africa через Shutterstock)

Текущие исследования

Антимикробные свойства меди сделали ее популярным металлом в области медицины. Несколько больниц экспериментировали с покрытием поверхностей, к которым часто прикасаются, таких как поручни кроватей и кнопки вызова, медью или медными сплавами в попытке замедлить распространение внутрибольничных инфекций. Медь убивает микробы, препятствуя электрическому заряду клеточных мембран организмов, говорит Кассандра Сальгадо, профессор инфекционных заболеваний и больничный эпидемиолог Медицинского университета Южной Каролины.

В 2013 году группа исследователей под руководством Сальгадо протестировала поверхности в отделениях интенсивной терапии (ОИТ) в трех больницах, сравнив комнаты, модифицированные медными поверхностями, прикрепленными к шести обычным предметам, которые подвергаются большому количеству рук, с комнатами, не модифицированными медью. Ученые обнаружили, что в традиционных больничных палатах (без медных поверхностей) у 12,3% пациентов развились устойчивые к антибиотикам инфекции, такие как устойчивый к метициллину Staphylococcus aureus (MRSA) и устойчивый к ванкомицину 9. 0182 Энтерококк (ВРЭ). Для сравнения, в палатах, модифицированных медью, только 7,1% пациентов заразились одной из этих потенциально разрушительных инфекций.

«Мы знаем, что если вы поместите медь в палату пациента, вы уменьшите микробную нагрузку», — сказал Сальгадо Live Science. «Я думаю, что это было доказано снова и снова. Наше исследование было первым, кто продемонстрировал, что это может иметь клиническую пользу».

Исследователи ничего не изменили в условиях отделения интенсивной терапии, кроме меди; врачи и медсестры по-прежнему мыли руки, и уборка шла своим чередом. Исследователи опубликовали свои выводы в 2013 году в журнале 9.0099 Инфекционный контроль и госпитальная эпидемиология (открывается в новой вкладке). Сальгадо и ее команда также протестировали медные покрытия стетоскопов, согласно статье 2017 года, опубликованной в Американском журнале инфекционного контроля , где исследователи обнаружили, что на стетоскопах с медным покрытием было значительно меньше бактерий. Фактически, 66% стетоскопов были полностью свободны от бактерий. Дальнейшие исследования продолжаются для проверки идеи меднения в других медицинских отделениях, особенно в тех местах, где пациенты более мобильны, чем в отделении интенсивной терапии. По словам Салдаго, также необходимо провести анализ затрат и результатов, чтобы сопоставить расходы на установку меди и экономию, полученную за счет предотвращения дорогостоящих инфекций.

В 2020 году двойное слепое рандомизированное контролируемое исследование показало, что перевязка ран после кесарева сечения бинтами с высоким содержанием меди может снизить риск инфекции в брюшной полости на 80% по сравнению с традиционными перевязками. Результаты были опубликованы в Европейском журнале акушерства, гинекологии и репродуктивной биологии (открывается в новой вкладке).

Зачищенные медные силовые кабели. (Изображение предоставлено Хосе А. Бернатом Басете через Getty Images)

Медь также играет огромную роль в электронике, и из-за ее изобилия и низкой цены исследователи работают над интеграцией металла во все большее число передовых устройств.

Фактически, медь может помочь в производстве футуристической электронной бумаги, носимых биосенсоров и другой «мягкой» электроники, сказал Венлонг Ченг, профессор химического машиностроения в Университете Монаш в Австралии. Ченг и его коллеги использовали медные нанопроволоки для создания «аэрогелевого монолита», материала с высокой пористостью, очень легкого и достаточно прочного, чтобы стоять самостоятельно, подобно сухой кухонной губке. В прошлом эти монолиты из аэрогеля изготавливались из золота или серебра, но медь является более экономичным вариантом.

Путем смешивания медных нанопроволок с небольшим количеством поливинилового спирта исследователи создали монолиты аэрогеля, которые могут превращаться в своего рода нарезаемую формуемую резину, проводящую электричество. Исследователи сообщили о своих выводах в 2014 году в журнале ACS Nano (откроется в новой вкладке). Конечным результатом может быть робот с мягким телом или медицинский датчик, который идеально сочетается с изогнутой кожей, сказал Ченг в интервью Live Science. В настоящее время он и его команда работают над созданием датчиков артериального давления и температуры тела из монолитов медного аэрогеля — еще один способ, с помощью которого медь может помочь контролировать здоровье человека.

Физики также проводили эксперименты с медью. В эксперименте 2014 года кусок меди стал самым холодным кубическим метром (35,3 кубических фута) на Земле, когда исследователи охладили его до 6 милликельвинов, или шеститысячных градуса выше абсолютного нуля (0 кельвинов). Это самое близкое к абсолютному нулю 90 099 90 100 вещество с такой массой и объемом.

Исследователи из Итальянского национального института ядерной физики установили 880-фунтовую ракету. (400 кг) медный куб внутри контейнера, называемого криостатом, который специально разработан для того, чтобы предметы оставались очень холодными. Это первый криостат, или устройство для хранения вещей при низких температурах, способное хранить вещества так близко к абсолютному нулю. Эксперимент с ледяной медью был частью исследовательского проекта по изучению субатомных частиц, называемых нейтрино, и тому, почему материи намного больше, чем антивещества во Вселенной.

Истории по теме

Медь также представляет интерес для ученых-аграриев. Исследователи из Корнельского университета изучают последствия дефицита меди в сельскохозяйственных культурах, особенно в пшенице. Пшеница является одним из важнейших продуктов питания в мире, и дефицит меди может привести как к снижению урожайности, так и к снижению плодородия сельскохозяйственных культур.

Исследователи изучали, как растения поглощают и перерабатывают медь. Они обнаружили в пшенице два белка, AtCITF1 и AtSPL7, которые жизненно важны для поглощения и доставки меди в репродуктивные органы пшеницы.0099 Министерство сельского хозяйства США (открывается в новой вкладке).

Ранние испытания показали, что когда медь и другие питательные вещества обогащаются в почве, а затем поглощаются пшеницей, урожайность увеличивается в семь раз. Хотя известно, что знания о меди и других полезных ископаемых полезны для здоровья и плодородия сельскохозяйственных культур, как и почему это происходит, не совсем понятно. Знания о том, почему медь полезна и как она действует в процессе роста и размножения растений, можно в дальнейшем использовать для выращивания таких культур, как рис, ячмень и овес, а также для внесения в эти культуры богатых минералами удобрений, содержащих медь, в почву, которая когда-то был непригоден для земледелия.

Эта статья была обновлена ​​9 марта 2022 г. участником Live Science Стефани Паппас. Дополнительный отчет автора Live Science Рэйчел Росс.

Дополнительная литература

• Американское онкологическое общество (открывается в новой вкладке) изучает исследования о меди и утверждает, что она может играть роль в профилактике или лечении рака.
• Агентство по охране окружающей среды предоставляет информацию о воздействии высоких концентраций меди и последствиях коррозии меди в бытовых трубах.
• Национальный ускоритель Томаса Джефферсона ( Лаборатория Джефферсона ) исследует историю и использование меди.

Библиография

» Медь: информация об элементе, свойства и использование. (открывается в новой вкладке)» Королевское химическое общество. По состоянию на 9 марта 2022 г.

« Польза для здоровья и риски, связанные с медью. (открывается в новой вкладке)» MedicalNewsToday. Обновлено в октябре 2017 г. 

» Медь (откроется в новой вкладке)». Национальная медицинская библиотека. По состоянию на 9 марта, 2022.

Стефани Паппас — автор статей для журнала Live Science, освещающего самые разные темы — от геонаук до археологии, человеческого мозга и поведения. Ранее она была старшим автором журнала Live Science, но теперь работает внештатным сотрудником в Денвере, штат Колорадо, и регулярно публикует статьи в журналах Scientific American и The Monitor, ежемесячном журнале Американской психологической ассоциации. Стефани получила степень бакалавра психологии в Университете Южной Каролины и диплом о высшем образовании в области научной коммуникации в Калифорнийском университете в Санта-Круз.

Медь: факты о красноватом металле, который использовался людьми на протяжении 8000 лет

Медь — блестящий металл красновато-коричневого цвета.
(Изображение предоставлено: VvoeVale через Getty Images)

Блестящая, красноватая медь была первым металлом, которым манипулировали люди, и сегодня он остается важным металлом в промышленности.

Самый старый металлический предмет, найденный на Ближнем Востоке, состоит из меди; это было крошечное шило, датируемое 5100 г. до н.э. А пенсов США изначально были сделаны из чистой меди (хотя в наши дни это пенсов).7,5% цинк с тонкой медной пленкой).

Медь занимает третье место среди наиболее потребляемых промышленных металлов в мире после железа и алюминия , по данным Геологической службы США (USGS). Около трех четвертей этой меди идет на производство электрических проводов, телекоммуникационных кабелей и электроники.

Помимо золота, медь является единственным металлом в таблице Менделеева, цвет которого не серебристый или серый.

Химическое описание меди

Электронная конфигурация и элементарные свойства меди. (Изображение предоставлено: Грег Робсон/Creative Commons, Андрей Маринкас (открывается в новой вкладке) Shutterstock (открывается в новой вкладке))

• Атомный номер (количество протонов в ядре): 29
• Атомный символ (в периодической таблице элементов): Cu
• Атомный вес (средняя масса атомов ): 63,55
• Плотность: 8,92 грамма на кубический сантиметр
• Фаза при комнатной температуре: твердое тело
• Температура плавления: 1 984,32 градуса по Фаренгейту (1 084,62 градуса Цельсия)
• Температура кипения: 5 301 F (2 927 C)
• Количество изотопов (атомы одного и того же элемента с разным числом нейтронов): 35; 2 стабильный
• Наиболее распространенные изотопы: Cu-63 (естественное содержание 69,15 %) и Cu-65 (естественное содержание 30,85 %)

История меди

Большая часть меди находится в рудах и должна быть выплавлена ​​или извлечена руда для чистоты, прежде чем ее можно будет использовать. Но естественные химические реакции могут иногда высвобождать самородную медь, согласно сайту химической базы данных 9.0099 Chemicool (открывается в новой вкладке).

Люди изготавливали изделия из меди по крайней мере 8000 лет и научились плавить металл примерно к 4500 г. до н.э. Следующим технологическим скачком стало создание медных сплавов путем добавления в медь олова, что создавало более твердый металл, чем отдельные его части: бронзу. Технологическое развитие положило начало бронзовому веку, периоду, охватывающему приблизительно 3300–1200 лет до н. э. и отличающемуся использованием бронзовых инструментов и оружия, согласно 9.0099 Канал истории (откроется в новой вкладке).

Медные артефакты разбросаны по историческим записям. Крошечное шило или заостренный инструмент, датируемый 5100 г. до н.э. был похоронен с женщиной средних лет в древней деревне в Израиле. Шило представляет собой 90 099 старейших металлических предметов 90 100, когда-либо найденных на Ближнем Востоке. Согласно статье 2014 года, опубликованной в PLOS ONE (откроется в новой вкладке). В г. древнем Египте г. люди использовали медные сплавы для изготовления украшений, в том числе колец на пальцах ног. Исследователи также обнаружили массивные медные рудники 10 века до н.э. в Израиле. Медь, возможно, даже была первым загрязнителем , который люди выпустили в окружающую среду около 7000 лет назад.

На протяжении всей истории многие инструменты делались из меди, например, это медное шило с посеребренной ручкой, которое, как полагают, относится к раннему бронзовому веку. Он был найден на археологических раскопках Ла-Альмолойя в Плиего, Мурсия на юго-востоке Испании. (Изображение предоставлено J.A. Soldevilla, любезно предоставлено Исследовательской группой Arqueoecologia Social Mediterrània, Автономный университет Барселоны; Antiquity Publications Ltd)

По данным Геологической службы США, около двух третей меди на Земле находится в изверженных (вулканических) породах, а около четверти — в осадочных породах. Этот металл пластичен и податлив, хорошо проводит тепло и электричество — вот почему медь широко используется в электронике и проводке.

Медь становится зеленой из-за реакции окисления; то есть он теряет электроны, когда подвергается воздействию воды и воздуха. Эта реакция окисления является причиной того, что покрытая медью Статуя Свободы имеет зеленый цвет, а не оранжево-красный. Согласно Ассоциация развития меди , выветренный слой оксида меди толщиной всего 0,005 дюйма (0,127 миллиметра) покрывает Lady Liberty, а покрытие весит около 80 тонн (73 метрических тонны). Переход от медного цвета к зеленому происходил постепенно и был завершен к 1920 году, через 34 года после того, как статуя была освящена и открыта, согласно Нью-Йоркского исторического общества .

Краткие факты о меди

Вот несколько интересных фактов о меди:

•  Согласно Питеру ван дер Крогу t , голландскому историку, слово «медь» имеет несколько корней, многие из которых происходят от латинского слова cuprum , которое образовано от словосочетания . Cyprium aes , что означает «металл с Кипра», так как большая часть используемой в то время меди добывалась на Кипре.
• Если бы вся медная проводка в среднем автомобиле была проложена, она растянулась бы на 0,9 мили (1,5 км), согласно USGS .
• По данным Лаборатории Джефферсона , электропроводность меди (насколько легко ток может течь через металл) уступает только серебру.
• Копейки были из чистой меди только с 1783 по 1837. С 1837—1857 копейки изготавливались из бронзы (95% меди, остальные 5% составляли олово и цинк). В 1857 году количество меди в пенни упало до 88% (оставшиеся 12% составлял никель). В 1864 году рецепт вернулся к своему прежнему рецепту. В 1962, содержание пенни изменилось до 95% меди и 5% цинка. С 1982 года по сегодняшний день пенни состоят на 97,5% из цинка и на 2,5% из меди.
• Люди нуждаются в меди в своем рационе. Этот металл является важным микроэлементом, который имеет решающее значение для формирования эритроцитов, согласно Национальной медицинской библиотеки США . К счастью, медь можно найти в различных продуктах, в том числе в зерне, бобах, картофеле и листовой зелени.
• Слишком много меди (открывается в новой вкладке), однако, это плохо. Проглатывание большого количества металла может вызвать боль в животе, рвоту и желтуху (желтоватый оттенок кожи и белков глаз, что может указывать на то, что печень работает неправильно) в краткосрочной перспективе. Длительное воздействие может привести к таким симптомам, как анемия, судороги и диарея, которая часто бывает кровавой и может быть синего цвета.
• Иногда в водопроводе обнаруживается повышенное содержание меди из-за старых медных труб. Например, в августе 2018 года система государственных школ в Детройте отключила всю питьевую воду в государственных школах в качестве меры предосторожности из-за высокого уровня содержания меди и железа в воде, по данным Seattle. Раз (откроется в новой вкладке).
• Медь обладает антимикробными свойствами, а убивает бактерии, вирусы и дрожжи при контакте, согласно статье 2011 года в журнале Applied and Environmental Microbiology. В результате медь можно даже вплетать в ткани для изготовления антимикробной одежды, например 9.0099 носки против грибка стопы .
• Медь также входит в состав некоторых типов внутриматочных спиралей (ВМС), используемых для контроля над рождаемостью, согласно номеру клиники Майо . Медная проводка вызывает воспалительную реакцию, токсичную как для сперматозоидов, так и для яйцеклеток, чтобы предотвратить беременность. При любой медицинской процедуре существует риск побочных эффектов. (Согласно статье 2017 года, опубликованной в Medical Science Monitor 9, токсичность меди, по-видимому, не такова.0100 (откроется в новой вкладке) ) .

Врач держит Т-образную внутриматочную спираль (ВМС), изготовленную из пластика и меди. Его помещают внутрь матки, чтобы предотвратить беременность. (Изображение предоставлено New Africa через Shutterstock)

Текущие исследования

Антимикробные свойства меди сделали ее популярным металлом в области медицины. Несколько больниц экспериментировали с покрытием поверхностей, к которым часто прикасаются, таких как поручни кроватей и кнопки вызова, медью или медными сплавами в попытке замедлить распространение внутрибольничных инфекций. Медь убивает микробы, препятствуя электрическому заряду клеточных мембран организмов, говорит Кассандра Сальгадо, профессор инфекционных заболеваний и больничный эпидемиолог Медицинского университета Южной Каролины.

В 2013 году группа исследователей под руководством Сальгадо протестировала поверхности в отделениях интенсивной терапии (ОИТ) в трех больницах, сравнив комнаты, модифицированные медными поверхностями, прикрепленными к шести обычным предметам, которые подвергаются большому количеству рук, с комнатами, не модифицированными медью. Ученые обнаружили, что в традиционных больничных палатах (без медных поверхностей) у 12,3% пациентов развились устойчивые к антибиотикам инфекции, такие как устойчивый к метициллину Staphylococcus aureus (MRSA) и устойчивый к ванкомицину 9. 0182 Энтерококк (ВРЭ). Для сравнения, в палатах, модифицированных медью, только 7,1% пациентов заразились одной из этих потенциально разрушительных инфекций.

«Мы знаем, что если вы поместите медь в палату пациента, вы уменьшите микробную нагрузку», — сказал Сальгадо Live Science. «Я думаю, что это было доказано снова и снова. Наше исследование было первым, кто продемонстрировал, что это может иметь клиническую пользу».

Исследователи ничего не изменили в условиях отделения интенсивной терапии, кроме меди; врачи и медсестры по-прежнему мыли руки, и уборка шла своим чередом. Исследователи опубликовали свои выводы в 2013 году в журнале 9.0099 Инфекционный контроль и госпитальная эпидемиология (открывается в новой вкладке). Сальгадо и ее команда также протестировали медные покрытия стетоскопов, согласно статье 2017 года, опубликованной в Американском журнале инфекционного контроля , где исследователи обнаружили, что на стетоскопах с медным покрытием было значительно меньше бактерий. Фактически, 66% стетоскопов были полностью свободны от бактерий. Дальнейшие исследования продолжаются для проверки идеи меднения в других медицинских отделениях, особенно в тех местах, где пациенты более мобильны, чем в отделении интенсивной терапии. По словам Салдаго, также необходимо провести анализ затрат и результатов, чтобы сопоставить расходы на установку меди и экономию, полученную за счет предотвращения дорогостоящих инфекций.

В 2020 году двойное слепое рандомизированное контролируемое исследование показало, что перевязка ран после кесарева сечения бинтами с высоким содержанием меди может снизить риск инфекции в брюшной полости на 80% по сравнению с традиционными перевязками. Результаты были опубликованы в Европейском журнале акушерства, гинекологии и репродуктивной биологии (открывается в новой вкладке).

Зачищенные медные силовые кабели. (Изображение предоставлено Хосе А. Бернатом Басете через Getty Images)

Медь также играет огромную роль в электронике, и из-за ее изобилия и низкой цены исследователи работают над интеграцией металла во все большее число передовых устройств.

Фактически, медь может помочь в производстве футуристической электронной бумаги, носимых биосенсоров и другой «мягкой» электроники, сказал Венлонг Ченг, профессор химического машиностроения в Университете Монаш в Австралии. Ченг и его коллеги использовали медные нанопроволоки для создания «аэрогелевого монолита», материала с высокой пористостью, очень легкого и достаточно прочного, чтобы стоять самостоятельно, подобно сухой кухонной губке. В прошлом эти монолиты из аэрогеля изготавливались из золота или серебра, но медь является более экономичным вариантом.

Путем смешивания медных нанопроволок с небольшим количеством поливинилового спирта исследователи создали монолиты аэрогеля, которые могут превращаться в своего рода нарезаемую формуемую резину, проводящую электричество. Исследователи сообщили о своих выводах в 2014 году в журнале ACS Nano (откроется в новой вкладке). Конечным результатом может быть робот с мягким телом или медицинский датчик, который идеально сочетается с изогнутой кожей, сказал Ченг в интервью Live Science. В настоящее время он и его команда работают над созданием датчиков артериального давления и температуры тела из монолитов медного аэрогеля — еще один способ, с помощью которого медь может помочь контролировать здоровье человека.

Физики также проводили эксперименты с медью. В эксперименте 2014 года кусок меди стал самым холодным кубическим метром (35,3 кубических фута) на Земле, когда исследователи охладили его до 6 милликельвинов, или шеститысячных градуса выше абсолютного нуля (0 кельвинов). Это самое близкое к абсолютному нулю 90 099 90 100 вещество с такой массой и объемом.

Исследователи из Итальянского национального института ядерной физики установили 880-фунтовую ракету. (400 кг) медный куб внутри контейнера, называемого криостатом, который специально разработан для того, чтобы предметы оставались очень холодными. Это первый криостат, или устройство для хранения вещей при низких температурах, способное хранить вещества так близко к абсолютному нулю. Эксперимент с ледяной медью был частью исследовательского проекта по изучению субатомных частиц, называемых нейтрино, и тому, почему материи намного больше, чем антивещества во Вселенной.

Истории по теме

Медь также представляет интерес для ученых-аграриев. Исследователи из Корнельского университета изучают последствия дефицита меди в сельскохозяйственных культурах, особенно в пшенице. Пшеница является одним из важнейших продуктов питания в мире, и дефицит меди может привести как к снижению урожайности, так и к снижению плодородия сельскохозяйственных культур.

Исследователи изучали, как растения поглощают и перерабатывают медь. Они обнаружили в пшенице два белка, AtCITF1 и AtSPL7, которые жизненно важны для поглощения и доставки меди в репродуктивные органы пшеницы.0099 Министерство сельского хозяйства США (открывается в новой вкладке).

Ранние испытания показали, что когда медь и другие питательные вещества обогащаются в почве, а затем поглощаются пшеницей, урожайность увеличивается в семь раз. Хотя известно, что знания о меди и других полезных ископаемых полезны для здоровья и плодородия сельскохозяйственных культур, как и почему это происходит, не совсем понятно. Знания о том, почему медь полезна и как она действует в процессе роста и размножения растений, можно в дальнейшем использовать для выращивания таких культур, как рис, ячмень и овес, а также для внесения в эти культуры богатых минералами удобрений, содержащих медь, в почву, которая когда-то был непригоден для земледелия.

Эта статья была обновлена ​​9 марта 2022 г. участником Live Science Стефани Паппас. Дополнительный отчет автора Live Science Рэйчел Росс.

Дополнительная литература

• Американское онкологическое общество (открывается в новой вкладке) изучает исследования о меди и утверждает, что она может играть роль в профилактике или лечении рака.
• Агентство по охране окружающей среды предоставляет информацию о воздействии высоких концентраций меди и последствиях коррозии меди в бытовых трубах.
• Национальный ускоритель Томаса Джефферсона ( Лаборатория Джефферсона ) исследует историю и использование меди.

Библиография

» Медь: информация об элементе, свойства и использование. (открывается в новой вкладке)» Королевское химическое общество. По состоянию на 9 марта 2022 г.

« Польза для здоровья и риски, связанные с медью. (открывается в новой вкладке)» MedicalNewsToday. Обновлено в октябре 2017 г. 

» Медь (откроется в новой вкладке)». Национальная медицинская библиотека. По состоянию на 9 марта, 2022.

Стефани Паппас — автор статей для журнала Live Science, освещающего самые разные темы — от геонаук до археологии, человеческого мозга и поведения. Ранее она была старшим автором журнала Live Science, но теперь работает внештатным сотрудником в Денвере, штат Колорадо, и регулярно публикует статьи в журналах Scientific American и The Monitor, ежемесячном журнале Американской психологической ассоциации. Стефани получила степень бакалавра психологии в Университете Южной Каролины и диплом о высшем образовании в области научной коммуникации в Калифорнийском университете в Санта-Круз.

Медь: факты о красноватом металле, который использовался людьми на протяжении 8000 лет

Медь — блестящий металл красновато-коричневого цвета.
(Изображение предоставлено: VvoeVale через Getty Images)

Блестящая, красноватая медь была первым металлом, которым манипулировали люди, и сегодня он остается важным металлом в промышленности.

Самый старый металлический предмет, найденный на Ближнем Востоке, состоит из меди; это было крошечное шило, датируемое 5100 г. до н.э. А пенсов США изначально были сделаны из чистой меди (хотя в наши дни это пенсов).7,5% цинк с тонкой медной пленкой).

Медь занимает третье место среди наиболее потребляемых промышленных металлов в мире после железа и алюминия , по данным Геологической службы США (USGS). Около трех четвертей этой меди идет на производство электрических проводов, телекоммуникационных кабелей и электроники.

Помимо золота, медь является единственным металлом в таблице Менделеева, цвет которого не серебристый или серый.

Химическое описание меди

Электронная конфигурация и элементарные свойства меди. (Изображение предоставлено: Грег Робсон/Creative Commons, Андрей Маринкас (открывается в новой вкладке) Shutterstock (открывается в новой вкладке))

• Атомный номер (количество протонов в ядре): 29
• Атомный символ (в периодической таблице элементов): Cu
• Атомный вес (средняя масса атомов ): 63,55
• Плотность: 8,92 грамма на кубический сантиметр
• Фаза при комнатной температуре: твердое тело
• Температура плавления: 1 984,32 градуса по Фаренгейту (1 084,62 градуса Цельсия)
• Температура кипения: 5 301 F (2 927 C)
• Количество изотопов (атомы одного и того же элемента с разным числом нейтронов): 35; 2 стабильный
• Наиболее распространенные изотопы: Cu-63 (естественное содержание 69,15 %) и Cu-65 (естественное содержание 30,85 %)

История меди

Большая часть меди находится в рудах и должна быть выплавлена ​​или извлечена руда для чистоты, прежде чем ее можно будет использовать. Но естественные химические реакции могут иногда высвобождать самородную медь, согласно сайту химической базы данных 9.0099 Chemicool (открывается в новой вкладке).

Люди изготавливали изделия из меди по крайней мере 8000 лет и научились плавить металл примерно к 4500 г. до н.э. Следующим технологическим скачком стало создание медных сплавов путем добавления в медь олова, что создавало более твердый металл, чем отдельные его части: бронзу. Технологическое развитие положило начало бронзовому веку, периоду, охватывающему приблизительно 3300–1200 лет до н. э. и отличающемуся использованием бронзовых инструментов и оружия, согласно 9.0099 Канал истории (откроется в новой вкладке).

Медные артефакты разбросаны по историческим записям. Крошечное шило или заостренный инструмент, датируемый 5100 г. до н.э. был похоронен с женщиной средних лет в древней деревне в Израиле. Шило представляет собой 90 099 старейших металлических предметов 90 100, когда-либо найденных на Ближнем Востоке. Согласно статье 2014 года, опубликованной в PLOS ONE (откроется в новой вкладке). В г. древнем Египте г. люди использовали медные сплавы для изготовления украшений, в том числе колец на пальцах ног. Исследователи также обнаружили массивные медные рудники 10 века до н.э. в Израиле. Медь, возможно, даже была первым загрязнителем , который люди выпустили в окружающую среду около 7000 лет назад.

На протяжении всей истории многие инструменты делались из меди, например, это медное шило с посеребренной ручкой, которое, как полагают, относится к раннему бронзовому веку. Он был найден на археологических раскопках Ла-Альмолойя в Плиего, Мурсия на юго-востоке Испании. (Изображение предоставлено J.A. Soldevilla, любезно предоставлено Исследовательской группой Arqueoecologia Social Mediterrània, Автономный университет Барселоны; Antiquity Publications Ltd)

По данным Геологической службы США, около двух третей меди на Земле находится в изверженных (вулканических) породах, а около четверти — в осадочных породах. Этот металл пластичен и податлив, хорошо проводит тепло и электричество — вот почему медь широко используется в электронике и проводке.

Медь становится зеленой из-за реакции окисления; то есть он теряет электроны, когда подвергается воздействию воды и воздуха. Эта реакция окисления является причиной того, что покрытая медью Статуя Свободы имеет зеленый цвет, а не оранжево-красный. Согласно Ассоциация развития меди , выветренный слой оксида меди толщиной всего 0,005 дюйма (0,127 миллиметра) покрывает Lady Liberty, а покрытие весит около 80 тонн (73 метрических тонны). Переход от медного цвета к зеленому происходил постепенно и был завершен к 1920 году, через 34 года после того, как статуя была освящена и открыта, согласно Нью-Йоркского исторического общества .

Краткие факты о меди

Вот несколько интересных фактов о меди:

•  Согласно Питеру ван дер Крогу t , голландскому историку, слово «медь» имеет несколько корней, многие из которых происходят от латинского слова cuprum , которое образовано от словосочетания . Cyprium aes , что означает «металл с Кипра», так как большая часть используемой в то время меди добывалась на Кипре.
• Если бы вся медная проводка в среднем автомобиле была проложена, она растянулась бы на 0,9 мили (1,5 км), согласно USGS .
• По данным Лаборатории Джефферсона , электропроводность меди (насколько легко ток может течь через металл) уступает только серебру.
• Копейки были из чистой меди только с 1783 по 1837. С 1837—1857 копейки изготавливались из бронзы (95% меди, остальные 5% составляли олово и цинк). В 1857 году количество меди в пенни упало до 88% (оставшиеся 12% составлял никель). В 1864 году рецепт вернулся к своему прежнему рецепту. В 1962, содержание пенни изменилось до 95% меди и 5% цинка. С 1982 года по сегодняшний день пенни состоят на 97,5% из цинка и на 2,5% из меди.
• Люди нуждаются в меди в своем рационе. Этот металл является важным микроэлементом, который имеет решающее значение для формирования эритроцитов, согласно Национальной медицинской библиотеки США . К счастью, медь можно найти в различных продуктах, в том числе в зерне, бобах, картофеле и листовой зелени.
• Слишком много меди (открывается в новой вкладке), однако, это плохо. Проглатывание большого количества металла может вызвать боль в животе, рвоту и желтуху (желтоватый оттенок кожи и белков глаз, что может указывать на то, что печень работает неправильно) в краткосрочной перспективе. Длительное воздействие может привести к таким симптомам, как анемия, судороги и диарея, которая часто бывает кровавой и может быть синего цвета.
• Иногда в водопроводе обнаруживается повышенное содержание меди из-за старых медных труб. Например, в августе 2018 года система государственных школ в Детройте отключила всю питьевую воду в государственных школах в качестве меры предосторожности из-за высокого уровня содержания меди и железа в воде, по данным Seattle. Раз (откроется в новой вкладке).
• Медь обладает антимикробными свойствами, а убивает бактерии, вирусы и дрожжи при контакте, согласно статье 2011 года в журнале Applied and Environmental Microbiology. В результате медь можно даже вплетать в ткани для изготовления антимикробной одежды, например 9.0099 носки против грибка стопы .
• Медь также входит в состав некоторых типов внутриматочных спиралей (ВМС), используемых для контроля над рождаемостью, согласно номеру клиники Майо . Медная проводка вызывает воспалительную реакцию, токсичную как для сперматозоидов, так и для яйцеклеток, чтобы предотвратить беременность. При любой медицинской процедуре существует риск побочных эффектов. (Согласно статье 2017 года, опубликованной в Medical Science Monitor 9, токсичность меди, по-видимому, не такова.0100 (откроется в новой вкладке) ) .

Врач держит Т-образную внутриматочную спираль (ВМС), изготовленную из пластика и меди. Его помещают внутрь матки, чтобы предотвратить беременность. (Изображение предоставлено New Africa через Shutterstock)

Текущие исследования

Антимикробные свойства меди сделали ее популярным металлом в области медицины. Несколько больниц экспериментировали с покрытием поверхностей, к которым часто прикасаются, таких как поручни кроватей и кнопки вызова, медью или медными сплавами в попытке замедлить распространение внутрибольничных инфекций. Медь убивает микробы, препятствуя электрическому заряду клеточных мембран организмов, говорит Кассандра Сальгадо, профессор инфекционных заболеваний и больничный эпидемиолог Медицинского университета Южной Каролины.

В 2013 году группа исследователей под руководством Сальгадо протестировала поверхности в отделениях интенсивной терапии (ОИТ) в трех больницах, сравнив комнаты, модифицированные медными поверхностями, прикрепленными к шести обычным предметам, которые подвергаются большому количеству рук, с комнатами, не модифицированными медью. Ученые обнаружили, что в традиционных больничных палатах (без медных поверхностей) у 12,3% пациентов развились устойчивые к антибиотикам инфекции, такие как устойчивый к метициллину Staphylococcus aureus (MRSA) и устойчивый к ванкомицину 9. 0182 Энтерококк (ВРЭ). Для сравнения, в палатах, модифицированных медью, только 7,1% пациентов заразились одной из этих потенциально разрушительных инфекций.

«Мы знаем, что если вы поместите медь в палату пациента, вы уменьшите микробную нагрузку», — сказал Сальгадо Live Science. «Я думаю, что это было доказано снова и снова. Наше исследование было первым, кто продемонстрировал, что это может иметь клиническую пользу».

Исследователи ничего не изменили в условиях отделения интенсивной терапии, кроме меди; врачи и медсестры по-прежнему мыли руки, и уборка шла своим чередом. Исследователи опубликовали свои выводы в 2013 году в журнале 9.0099 Инфекционный контроль и госпитальная эпидемиология (открывается в новой вкладке). Сальгадо и ее команда также протестировали медные покрытия стетоскопов, согласно статье 2017 года, опубликованной в Американском журнале инфекционного контроля , где исследователи обнаружили, что на стетоскопах с медным покрытием было значительно меньше бактерий. Фактически, 66% стетоскопов были полностью свободны от бактерий. Дальнейшие исследования продолжаются для проверки идеи меднения в других медицинских отделениях, особенно в тех местах, где пациенты более мобильны, чем в отделении интенсивной терапии. По словам Салдаго, также необходимо провести анализ затрат и результатов, чтобы сопоставить расходы на установку меди и экономию, полученную за счет предотвращения дорогостоящих инфекций.

В 2020 году двойное слепое рандомизированное контролируемое исследование показало, что перевязка ран после кесарева сечения бинтами с высоким содержанием меди может снизить риск инфекции в брюшной полости на 80% по сравнению с традиционными перевязками. Результаты были опубликованы в Европейском журнале акушерства, гинекологии и репродуктивной биологии (открывается в новой вкладке).

Зачищенные медные силовые кабели. (Изображение предоставлено Хосе А. Бернатом Басете через Getty Images)

Медь также играет огромную роль в электронике, и из-за ее изобилия и низкой цены исследователи работают над интеграцией металла во все большее число передовых устройств.

Фактически, медь может помочь в производстве футуристической электронной бумаги, носимых биосенсоров и другой «мягкой» электроники, сказал Венлонг Ченг, профессор химического машиностроения в Университете Монаш в Австралии. Ченг и его коллеги использовали медные нанопроволоки для создания «аэрогелевого монолита», материала с высокой пористостью, очень легкого и достаточно прочного, чтобы стоять самостоятельно, подобно сухой кухонной губке. В прошлом эти монолиты из аэрогеля изготавливались из золота или серебра, но медь является более экономичным вариантом.

Путем смешивания медных нанопроволок с небольшим количеством поливинилового спирта исследователи создали монолиты аэрогеля, которые могут превращаться в своего рода нарезаемую формуемую резину, проводящую электричество. Исследователи сообщили о своих выводах в 2014 году в журнале ACS Nano (откроется в новой вкладке). Конечным результатом может быть робот с мягким телом или медицинский датчик, который идеально сочетается с изогнутой кожей, сказал Ченг в интервью Live Science. В настоящее время он и его команда работают над созданием датчиков артериального давления и температуры тела из монолитов медного аэрогеля — еще один способ, с помощью которого медь может помочь контролировать здоровье человека.

Физики также проводили эксперименты с медью. В эксперименте 2014 года кусок меди стал самым холодным кубическим метром (35,3 кубических фута) на Земле, когда исследователи охладили его до 6 милликельвинов, или шеститысячных градуса выше абсолютного нуля (0 кельвинов). Это самое близкое к абсолютному нулю 90 099 90 100 вещество с такой массой и объемом.

Исследователи из Итальянского национального института ядерной физики установили 880-фунтовую ракету. (400 кг) медный куб внутри контейнера, называемого криостатом, который специально разработан для того, чтобы предметы оставались очень холодными. Это первый криостат, или устройство для хранения вещей при низких температурах, способное хранить вещества так близко к абсолютному нулю. Эксперимент с ледяной медью был частью исследовательского проекта по изучению субатомных частиц, называемых нейтрино, и тому, почему материи намного больше, чем антивещества во Вселенной.

Истории по теме

Медь также представляет интерес для ученых-аграриев. Исследователи из Корнельского университета изучают последствия дефицита меди в сельскохозяйственных культурах, особенно в пшенице. Пшеница является одним из важнейших продуктов питания в мире, и дефицит меди может привести как к снижению урожайности, так и к снижению плодородия сельскохозяйственных культур.

Исследователи изучали, как растения поглощают и перерабатывают медь. Они обнаружили в пшенице два белка, AtCITF1 и AtSPL7, которые жизненно важны для поглощения и доставки меди в репродуктивные органы пшеницы.0099 Министерство сельского хозяйства США (открывается в новой вкладке).

Ранние испытания показали, что когда медь и другие питательные вещества обогащаются в почве, а затем поглощаются пшеницей, урожайность увеличивается в семь раз. Хотя известно, что знания о меди и других полезных ископаемых полезны для здоровья и плодородия сельскохозяйственных культур, как и почему это происходит, не совсем понятно. Знания о том, почему медь полезна и как она действует в процессе роста и размножения растений, можно в дальнейшем использовать для выращивания таких культур, как рис, ячмень и овес, а также для внесения в эти культуры богатых минералами удобрений, содержащих медь, в почву, которая когда-то был непригоден для земледелия.

Эта статья была обновлена ​​9 марта 2022 г. участником Live Science Стефани Паппас. Дополнительный отчет автора Live Science Рэйчел Росс.

Дополнительная литература

• Американское онкологическое общество (открывается в новой вкладке) изучает исследования о меди и утверждает, что она может играть роль в профилактике или лечении рака.
• Агентство по охране окружающей среды предоставляет информацию о воздействии высоких концентраций меди и последствиях коррозии меди в бытовых трубах.
• Национальный ускоритель Томаса Джефферсона ( Лаборатория Джефферсона ) исследует историю и использование меди.

Библиография

» Медь: информация об элементе, свойства и использование. (открывается в новой вкладке)» Королевское химическое общество. По состоянию на 9 марта 2022 г.

« Польза для здоровья и риски, связанные с медью. (открывается в новой вкладке)» MedicalNewsToday. Обновлено в октябре 2017 г. 

» Медь (откроется в новой вкладке)». Национальная медицинская библиотека. По состоянию на 9 марта, 2022.

Стефани Паппас — автор статей для журнала Live Science, освещающего самые разные темы — от геонаук до археологии, человеческого мозга и поведения. Ранее она была старшим автором журнала Live Science, но теперь работает внештатным сотрудником в Денвере, штат Колорадо, и регулярно публикует статьи в журналах Scientific American и The Monitor, ежемесячном журнале Американской психологической ассоциации. Стефани получила степень бакалавра психологии в Университете Южной Каролины и диплом о высшем образовании в области научной коммуникации в Калифорнийском университете в Санта-Круз.