ניוביום, המתכת הביופילית כביכול

ניוביום הוא היסוד ה-41 בטבלה המחזורית.

ניוביום בודד ב-1801 על ידי הכימאי האנגלי האצ'ט, שחקר חתיכת עפרת ברזל במוזיאון הבריטי בלונדון, והוא הופק לראשונה על ידי כימאי שוויצרי ב-1864 על ידי הפחתת כלורידים עם מימן, וב-1951 ועדת המינוח. מהאיגוד הבינלאומי לכימיה טהורה ויישומית (IUPAC) החליטו לאחד את שם היסוד עם ניוביום.

הניוביום שימש בתחילה לייצור חוטים עבור מנורות ליבון, אך עד מהרה הוחלף בטונגסטן, בעל נקודת התכה גבוהה יותר והתאים יותר לייצור מנורות ליבון. בשנות ה-1920 התגלה שניוביום יכול להגביר את חוזק הפלדה, מה שהוביל לדחיפה לשימוש שלה בפלדה, ולמעשה, תוספת של 0.03-0.05% בלבד של ניוביום לפלדה הגדיל את חוזק התפוקה של הפלדה ב-30% או יותר. או יותר. תוספת ניוביום אינה משנה את מבנה הברזל, אלא מתחברת עם הפחמן, החנקן והגופרית שבפלדה כדי לשנות את המיקרו-מבנה של הפלדה. לא רק זה, הניוביום גם משפר את קשיחות הפלדה, עמידות בפני חמצון בטמפרטורה גבוהה, עמידות בפני קורוזיה, ומוריד את טמפרטורת המעבר השבירה של הפלדה, וכתוצאה מכך תכונות ריתוך ויציקה טובות.

מדעני Bell Labs מצאו כי סגסוגות ניוביום-פח עדיין יכולות לשמור על תכונות מוליכות-על בסביבות שדה חשמלי ומגנטי חזק, וניוביום היא אחת הטמפרטורות הקריטיות הגבוהות ביותר, מה שהופך את סגסוגות הניוביום לחומרים המוליכים החשובים ביותר כיום.

מישהו תכנן רכבת ריחוף מהירה, חלקי הגלגלים שלה התקינו מגנטים מוליכים, עשוי מסגסוגות המכילות ניוביום, שיכולות לייצר שדה מגנטי חזק ויציב, כך שכל הרכבת ריחפה על המסילה בגובה של כ-10 סנטימטרים. , לא עוד חיכוך בין הרכבת למסילה, ובכך דורשים מעט מאוד כוח, ניתן לאפשר לרכבת להגיע למהירויות של יותר מ-500 קילומטרים לשעה. חומרים מוליכים-על של ניוביום וטיטניום שימשו גם לייצור מחולל זרם ישר, שהוא קטן, קל משקל, בעלות נמוכה, ומייצר פי 100 יותר כוח מאשר גנרטור באותו גודל.

ניוביום תופס מקום חשוב גם ברפואה הכירורגית, בעל עמידות בפני קורוזיה מצוינת, אינו יוצר אינטראקציה עם נוזלים שונים בגוף האדם, אך גם אינו פוגע כלל ברקמות ביולוגיות, מותאם לכל שיטת עיקור, ניתן לשילוב עם רקמות אורגניות עבור זמן רב וללא מזיק להישאר בגוף האדם. כך שימשו יריעות ניוביום לפיצוי על נזק לגולגולת, תיל ניוביום שימש לתפירת עצבים וגידים, פסי ניוביום שימשו להחלפת עצמות ומפרקים שבורות, וחוט ניוביום או רשת ניוביום מחוטי ניוביום שימשו לפיצוי לשרירים כאילו גדלו על עצמות אמיתיות. זו הסיבה שניוביום ידוע גם בתור "מתכת ביופילית".

לניוביום יש שכבת אלקטרוני ערכיות חיצונית של 5 אלקטרונים, ולכן הוא עשיר בתכונות חיזור. הערכיות שלו יכולה לנוע בין -1 ל-+5, וכאשר שכבת האלקטרון הערכיות מוסרת לחלוטין היא חושפת ליבת קריפטוניט ידידותית מאוד לחמצן, שיכולה לשמש כממיר הליד, מחמצן ואפילו הפעלה קשרי פחמן-מימן. מחקר שנערך לאחרונה הראה שניתן להשתמש בתכונות החמצון החזקות של ניוביום מחומש לטיהור גזים רעילים, ושגם גז החרדל הנורא יכול להפוך בקלות ללא רעילות על ידי חימר ניוביום ספוניט.

בשנת 2003, האוסטרים מצאו גם אמנות כימית יפה הקשורה לניוביום, משטח מתכת ניוביום באמצעות ציפוי אלקטרוליטי של סרט תחמוצת ניוביום יכול להיות שבירה, משטח מבריק, עובי שונה של הסרט יכול גם לייצר צבעים שונים, ולכן נעשה מגוון של צבעים שונים של מטבעות, מה שמעלה את ערך האספן של מטבעות אלו.