Ερβιο, το 68ο στοιχείο στον περιοδικό πίνακα.
Η ανακάλυψη τουέρβιοείναι γεμάτο ανατροπές. Το 1787, στη μικρή πόλη Ίτμπι, 1,6 χιλιόμετρα μακριά από τη Στοκχόλμη της Σουηδίας, ανακαλύφθηκε μια νέα σπάνια γη σε μια μαύρη πέτρα, η οποία ονομάστηκε γη υττρίου σύμφωνα με την τοποθεσία της ανακάλυψης. Μετά τη Γαλλική Επανάσταση, ο χημικός Μοσάντερ χρησιμοποίησε πρόσφατα αναπτυγμένη τεχνολογία για να μειώσει τα στοιχειακάύττριοαπό γη υττρίου. Σε αυτό το σημείο, οι άνθρωποι συνειδητοποίησαν ότι η γη υττρίου δεν είναι ένα «μονοσυστατικό» και βρήκαν δύο άλλα οξείδια: το ροζ ονομάζεταιοξείδιο του ερβίου, και το ανοιχτό μωβ ονομάζεται οξείδιο του τερβίου. Το 1843, ο Μοσάντερ ανακάλυψε το έρβιο καιτέρβιο, αλλά δεν πίστευε ότι οι δύο ουσίες που βρέθηκαν ήταν καθαρές και πιθανώς αναμεμειγμένες με άλλες ουσίες. Τις επόμενες δεκαετίες, οι άνθρωποι σταδιακά ανακάλυψαν ότι πράγματι υπήρχαν πολλά στοιχεία αναμεμειγμένα σε αυτό και σταδιακά βρήκαν και άλλα μεταλλικά στοιχεία λανθανιδίων εκτός από το έρβιο και το τερβίο.
Η μελέτη του ερβίου δεν ήταν τόσο ομαλή όσο η ανακάλυψή του. Αν και ο Maussand ανακάλυψε το ροζ οξείδιο του ερβίου το 1843, μόλις το 1934 ανακαλύφθηκαν καθαρά δείγματαμέταλλο έρβιοεκχυλίστηκαν λόγω της συνεχούς βελτίωσης των μεθόδων καθαρισμού. Με θέρμανση και καθαρισμόχλωριούχο έρβιοκαι κάλιο, οι άνθρωποι έχουν επιτύχει την αναγωγή του ερβίου από μέταλλο κάλιο. Παρόλα αυτά, οι ιδιότητες του ερβίου είναι πολύ παρόμοιες με άλλων μεταλλικών στοιχείων λανθανιδίων, με αποτέλεσμα σχεδόν 50 χρόνια στασιμότητας στην σχετική έρευνα, όπως ο μαγνητισμός, η ενέργεια τριβής και η παραγωγή σπινθήρων. Μέχρι το 1959, με την εφαρμογή της ειδικής ηλεκτρονικής δομής 4f των ατόμων ερβίου σε αναδυόμενα οπτικά πεδία, το έρβιο τράβηξε την προσοχή και αναπτύχθηκαν πολλαπλές εφαρμογές του ερβίου.
Το έρβιο, ασημί λευκό, έχει μαλακή υφή και εμφανίζει ισχυρό σιδηρομαγνητισμό μόνο κοντά στο απόλυτο μηδέν. Είναι υπεραγωγός και οξειδώνεται αργά από τον αέρα και το νερό σε θερμοκρασία δωματίου.Οξείδιο του ερβίουείναι ένα ροζ κόκκινο χρώμα που χρησιμοποιείται συνήθως στη βιομηχανία πορσελάνης και είναι ένα καλό σμάλτο. Το έρβιο συγκεντρώνεται σε ηφαιστειακά πετρώματα και έχει μεγάλης κλίμακας κοιτάσματα ορυκτών στη νότια Κίνα.
Το έρβιο έχει εξαιρετικές οπτικές ιδιότητες και μπορεί να μετατρέψει το υπέρυθρο σε ορατό φως, καθιστώντας το το τέλειο υλικό για την κατασκευή ανιχνευτών υπέρυθρων και συσκευών νυχτερινής όρασης. Είναι επίσης ένα εξειδικευμένο εργαλείο στην ανίχνευση φωτονίων, ικανό να απορροφά συνεχώς φωτόνια μέσω συγκεκριμένων επιπέδων διέγερσης ιόντων στο στερεό και στη συνέχεια να ανιχνεύει και να μετράει αυτά τα φωτόνια για να δημιουργήσει έναν ανιχνευτή φωτονίων. Ωστόσο, η αποτελεσματικότητα της άμεσης απορρόφησης φωτονίων από τρισθενή ιόντα ερβίου δεν ήταν υψηλή. Μόλις το 1966 οι επιστήμονες ανέπτυξαν λέιζερ ερβίου συλλαμβάνοντας έμμεσα οπτικά σήματα μέσω βοηθητικών ιόντων και στη συνέχεια μεταφέροντας ενέργεια στο έρβιο.
Η αρχή λειτουργίας του λέιζερ ερβίου είναι παρόμοια με αυτή του λέιζερ όλμιου, αλλά η ενέργειά του είναι πολύ χαμηλότερη από αυτή του λέιζερ όλμιου. Ένα λέιζερ ερβίου με μήκος κύματος 2940 νανόμετρα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κοπή μαλακών ιστών. Αν και αυτός ο τύπος λέιζερ στην περιοχή μέσου υπέρυθρου έχει χαμηλή ικανότητα διείσδυσης, μπορεί να απορροφηθεί γρήγορα από την υγρασία στους ανθρώπινους ιστούς, επιτυγχάνοντας καλά αποτελέσματα με λιγότερη ενέργεια. Μπορεί να κόψει, να τρίψει και να αφαιρέσει μαλακούς ιστούς, επιτυγχάνοντας ταχεία επούλωση τραυμάτων. Χρησιμοποιείται ευρέως σε χειρουργικές επεμβάσεις με λέιζερ όπως στοματική κοιλότητα, λευκό καταρράκτη, αισθητική, αφαίρεση ουλών και αφαίρεση ρυτίδων.
Το 1985, το Πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον στο Ηνωμένο Βασίλειο και το Πανεπιστήμιο Northeastern στην Ιαπωνία ανέπτυξαν με επιτυχία έναν ενισχυτή οπτικών ινών με προσμίξεις ερβίου. Σήμερα, η Κοιλάδα Οπτικών Wuhan στην Wuhan, στην επαρχία Hubei της Κίνας, είναι σε θέση να παράγει ανεξάρτητα αυτόν τον ενισχυτή οπτικών ινών με προσμίξεις ερβίου και να τον εξάγει στη Βόρεια Αμερική, την Ευρώπη και άλλα μέρη. Αυτή η εφαρμογή είναι μια από τις μεγαλύτερες εφευρέσεις στην επικοινωνία οπτικών ινών. Εφόσον ένα ορισμένο ποσοστό ερβίου είναι προσμιγμένο, μπορεί να αντισταθμίσει την απώλεια οπτικών σημάτων στα συστήματα επικοινωνίας. Αυτός ο ενισχυτής είναι σήμερα η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη συσκευή στην επικοινωνία οπτικών ινών, ικανή να μεταδίδει οπτικά σήματα χωρίς εξασθένηση.
Ώρα δημοσίευσης: 16 Αυγούστου 2023