硅

米拉Senthilingam

本周的元素我们进入的世界科幻小说探索外太空的生活。这是安德烈·萨拉。

安德里亚·萨拉

我大约12的时候,我和我的朋友们经历了一个阶段的阅读科幻小说。艾萨克·阿西莫夫的神奇世界,拉里·尼文和Robert Heinlein,包括神秘的行星不可能冒险——当时阿波罗太空计划的成功只是帮助我们暂停我们的怀疑。从这些故事的一个主题我记得是外星生命形式,通常基于元素硅,丰富了宇宙中其他地方。为什么硅?人们常说,元素周期表接近彼此的相似属性,所以,被古老的红鲱鱼,碳是生命的元素”,作者选择下面的元素,硅。

我想起了这些读数几周前当我去看一个展览的工作,我的朋友。被称为石头洞这是令人惊叹的全景照片的分辨率极高海康沃尔郡的洞穴内。当我们漫步画廊想我。“可以想象一个没有硅的世界呢?每一个照片,不令人惊讶的是,由岩石基于硅和硅却有力地提醒人们,是第二个最丰富的元素在地壳中,殴打的氧气,元素,这是它不变的纠缠。

硅酸盐岩石——那些在硅四面体地围着四个氧原子——存在于惊人的多样性,差异是由四面体如何构建块链接在一起,和其他元素来完成这幅画。当四面体链接到下一个,得到一个疯狂的链看起来像一个巨大的意大利面,一个人在普通玻璃的结构。

这些连锁的纯粹材料是二氧化硅,二氧化硅,自然界很一般为无色的矿物石英或水晶。良好、石英粉、链排列在美丽的螺旋和这些都左螺旋。或向右。当这种情况发生的晶体结果彼此的镜像。但不重合——就像左和右鞋。化学家,这些水晶是手性的,一度被认为是一个属性元素碳的专属财产,想象和手性,反过来,是生活本身的一个基本特征。然而在这里,在寒冷、无机硅的世界。

最浮夸的人能让多孔三维结构——这有点像分子蜂窝——特别是在其他基于四面体连接器的存在铝。这些壮观的材料被称为沸石分子筛。通过仔细剪裁的合成条件,可以构建材料的毛孔和蛀牙都有定义良好的大小——现在你可以使用材料,像龙虾陷阱,捕获适当大小的分子或离子。

但元素本身的什么呢?从氧气释放它是艰难的,它牢牢地挂着,需要残酷的条件。汉弗莱·戴维,康沃尔郡的化学家和表演家,他开始怀疑,必须复合二氧化硅,不是一个元素。他应用电流熔融碱金属盐和他的惊讶和高兴的是,孤立的一些引人注目的活性金属,包括钾。他现在开始看到钾能做什么。通过钾蒸气在二氧化硅他获得一个黑暗的物质可以燃烧和转换回纯二氧化硅。他把,其他人也跟着来了。在法国,Thenard和吕萨克使用氟化硅进行了类似的实验。在几年内,伟大的瑞典分析师乔恩·雅各布·贝采里乌斯孤立更大量的材料和宣布一个元素。

硅的性质是不伦不类。深灰色的颜色和一个非常光滑的玻璃样的光泽,它看起来像一个金属但实际上是电的不良导体,在很多方面,其最终成功的秘诀。问题是,电子被困,有点像跳棋棋盘上的棋子,没有空格都是免费的。什么使硅和其他半导体,特别的是它可以促进一个电子的空板——传导带,在那里他们可以自由移动。这有点像三维国际象棋的point-eared Spock博士《星际迷航》。温度是至关重要的。变暖半导体,允许一些电子跳跃,像鲑鱼,空的导带。同时,空间留下——被称为一个洞可以移动。

但有另一种使硅导电:似乎有悖常理,但故意引入杂质硼或磷人能巧妙地改变硅的电行为。这种技巧的核心硅片的功能,允许你听这个播客。在不到50年硅已经从一个有趣的好奇心是我们生活的基本要素之一。

但问题依然存在,是硅的重要性仅仅局限于矿物世界?前景似乎并不好——硅酸盐纤维,像那些在蓝石棉大小正好合适的渗透到肺部深处,皮尔斯和削减肺部的内衬。然而,由于其非凡的结构性变化,利用了硅的化学生物系统。硅酸盐碎片潜伏在荨麻的刺等待分数的软皮粗心的徒步旅行者和注入的大量的刺激。在几乎难以想象的数字的硅酸盐结构增加了许多微小的生命形式,位于海洋食物链的基础,硅藻。

可能因此找到硅外星人在空间?我的直觉可能会没有。当然不是为元素。太被动了,人总会找到它与氧有关。但即使与氧气,似乎不太可能,至少不是种温和的条件下,我们发现在地球上。但话又说回来,没有什么比一个惊喜让人思考。作为遗传学家J B S霍尔丹所言,“宇宙不是比我们想的更为奇妙。这是超乎想象的假设”。我住在希望。

米拉Senthilingam

虽然可能会有一些基于硅惊喜潜伏在空间。这是永远充满希望的安德里亚萨拉从伦敦大学学院的生命形成化学硅。下周我们听到roentgenium我们需要的元素。

西蒙棉花

这个想法是使镍离子渗透铋核,这样两个原子核会融合在一起,更大的原子。碰撞的能量必须仔细控制,因为如果镍离子速度还不够快,他们不能克服两个积极核之间的斥力,只会飞的铋接触。然而,如果镍离子有太多能量,由此产生的“复合核”会有这么多多余的能量,它可以进行分裂和瓦解。诀窍是,像金发女孩的粥,“刚刚好”,所以,原子核的聚变发生,而已。

米拉Senthilingam

并加入西蒙棉花找出成功的碰撞是由元素的创始人roentgenium在下周的化学的元素。在那之前我米拉Senthilingam,谢谢你的倾听。