米拉Senthilingam

本周,拉尔斯将为您介绍现代手机的神奇之处Öhrström。

佬司Ohrstrom

在奥利弗·斯通1987年的电影里华尔街在电影中,反英雄的戈登•盖柯(Gordon Gekko)说了“懦夫才吃午餐”等经典的笑话,但还有一个画面是科技极客们不太可能忘记的:演员迈克尔•道格拉斯(Michael Douglas)走在长岛他的海滨别墅外的沙滩上,用一部现在看来超大得离谱的手机打电话。盖柯的摩托罗拉DynaTac它也被称为“砖”,重约800克,在20世纪80年代是最复杂的。

即使是技术极客也可能不知道的是,我们现在对二头肌的锻炼少得多的原因之一是现代移动或手机含有氧化钽(V)或者五氧化钽,分子式是Ta2O5.这种过渡金属氧化物取代了电容器中的氧化铝,使电容器更小更轻。在较小程度上,这种化合物也用于高折射率玻璃和作为催化剂,但氧化钽和金属钽的主要用途是作为电容器的成分。

白色背景上的钽金属样品

来源:©Shutterstock

电容器是一种可以储存电荷的电子元件,它在手机中的功能之一就是增强电源性能。通过释放储存在电容器中的电荷来帮助满足设备所需的峰值功率,我们可以使用更小、更轻的电池。

钽电容器是由金属钽和一层薄薄的五氧化二钽构成的,这层表面是其性能的关键。

我说简单得令人迷惑,是因为这种金属氧化物的原子的三维排列通常不难理解。对于助教2O5然而,这个问题的难度似乎大得让人欲火焚身。第一个模型,1964年由x射线衍射得到,表明了一个足够简单的结构,每个钽原子与六个氧结合,氧连接两个或三个钽原子,形成一个三维网络。然而,x光照片上的一些“斑点”无法用这种简单的结构来解释。目前,因为这件事还没有完全解决-我们建立Ta模型2O5和第一个模型一样,都是六配位八面体,而且钽原子结合了七个桥接氧,形成了我们所说的五边形双金字塔。

我们也应该记住手机对整个非洲的深远影响

但复杂之处还不止于此,因为在整个结构中重复出现的不是两个钽原子和五个氧原子,而是大约40个钽原子和200个氧原子。这有点像在有图案的墙纸上寻找反复出现的图案。设计师通常会在各个方向复制25厘米左右的正方形,这样就不难辨认了。钽(V)氧化物的图案,转换成墙纸的比例,相当于每2.5米重复一次的图案。除非你有一堵非常大的墙,否则很难认出这一点。此外,通过电解在钽金属上生长的薄膜比结晶钽的结构更不有序2O5它的确切性质仍在调查中。

很清楚的是,结构非常紧密和光滑;它还非常有效地保护下面的纯金属表面免受氧气或酸的攻击。

那一年华尔街电影在电话史上的重要意义还有另一个原因:同年,第一个移动电话在一个矿产丰富的大国(今天被称为南非)拨打刚果民主共和国刚果民主共和国。这就把我们带到了你手机中所谓的和有争议的钽矿物来源钽铁矿近似式(Fe,Mn)Ta2O6它与类似的铌矿物一起发生铌铁矿刚果东部;这种矿石简称为钶钽铁矿。

事实是,尽管刚果的钶钽铁矿开采一直存在问题,但刚果从来都不是世界上主要的钽供应国。欧盟委员会的一份报告指出,2011年刚果占世界产量的18%。尽管尚未开发资源的数据并不可靠,但据估计,刚果目前仅拥有世界储量的7-8%。

但这并不意味着我们应该忽视科技消费的这一方面。我很乐意买一个“公平交易”的手机,但我们应该有正确的视角和正确的数字。我们也应该记住手机对整个非洲的深远影响。2011年,我们看到一个非洲国家在人均手机数量排行榜上排名第24位:博茨瓦纳,每100人拥有143部手机,高于英国的131部。许多撒哈拉以南国家的生育率在80到90之间。总体而言,2012年非洲的固定电话普及率为60%,而许多地方的固定电话仍然闻所未闻。

在某种程度上,盖柯和他的雅痞同事为这场通讯革命付出了代价,他们需要把最新的手机作为重要的身份象征来展示。当然,他们从哪里以及如何获得资金就另当别论了。

米拉Senthilingam

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布莱恩·克莱格将在下周带来更多关于乙烷转化化学的见解元素中的化学.在那之前,感谢大家的收听,我是Meera Senthilingam。