[中国矿业报]用好这些珍贵的矿产资源( 三 )
3） 铌之新应用——冉冉升起的电子材料之星
铌行业全球市场集中度非常高 ， 目前全球最大的铌矿企业是巴西矿冶公司(CBMN) ， 占据全球市场80%-85%的产量 ， 主要从事铌产品的开发、工业化和商业化运营 ， 是世界上唯一一家可以生产全系列铌产品(包括标准铌铁、特殊牌号铌铁、真空铌铁、真空镍铌、铌金属和五氧化二铌)的企业 ， 对铌价格的走势具有较强的影响力 ， 控制着全球铌产品扩产计划的进度 。
具有超导性能的元素不少 ， 铌是其中临界温度最高的一种 。 而用铌制造的合金 ， 临界温度高达绝对温度十八点五到二十一度 ， 是目前最重要的超导材料之一 。
2019年 ， 材料领域国际顶级期刊《自然材料》发表了复旦大学修发贤团队的最新研究论文《外尔半金属砷化铌纳米带中的超高电导率》 。 文章显示制备出二维体系中具有目前已知最高导电率的外尔半金属材料——砷化铌纳米带 ， 电导率是铜薄膜的100倍 ， 石墨烯的1000倍 。 此次制备出的材料砷化铌纳米带的电导率是铜薄膜的100倍 ， 石墨烯的1000倍 。 业内表示 ， 导电材料是电子工业的基础 ， 现在最主要的材料是铜 ， 已经大规模运用于晶体管的互连导线 。
4）钽之新应用——人体“亲金属”的神奇医学材料
钽作为一种金属材料 ， 具有优异的力学性能和抗疲劳特性 ， 因此被广泛应用于医学领域 ， 尤其是在骨科领域 。 它可以替代人体骨组织 ， 起到承重作用 ， 目前已在临床取得显著疗效 。 钽金属材料在与人体组织结合时 ， 具有强度、生物相容性和稳定性等优点 。 因此 ， 它比传统金属材料的人工置入物更具有优势 ， 在医学领域的发展前景十分广泛 。
研究和临床应用表明 ， 多孔钽金属具有比金属钛和钛合金更好的骨融合和骨传导性能 ， 运用钽金属材料制作的仿生骨骨组织长入良好 ， 骨性生物固定优良 。 未来 ， 利用3D打印高致密度和高力学性能钽金属核心技术 ， 将为我国在高端骨科植入物、医疗器械和难熔金属工业部件发展领域做出积极的贡献 。
不仅如此 ， 将钽金属与其他金属材料结合应用在临床医学中也取得了十分重要的突破 。 很多金属材料因其独特的性能可用于医学领域 ， 但是由于缺乏生物相容性 ， 不能将其优点很好地应用在临床 。 为此 ， 科研人员想到将耐腐蚀性强且稳定的钽金属涂覆在这些金属材料的表面 ， 使那些有独特性能但原先忌于低生物相容性而不能用于临床的金属材料重新用于临床 ， 并取得显著疗效 。
5）铷之应用——超视距精确授时 ， 极佳光电传感器件制造
全球独立铷矿床非常少 ， 下游应用供应链受限 ， 已成为全球对该元素发展的约束要素 。 铷是自然界一种最大光电效应的稀有分散元素 ， 其合成材料在智能制造中逐渐开始发力 。
铷因其极佳的光电效应 ， 在光电管、红外辐射仪表、太阳能光电池等器件制造方面均实现了重大革命性变革 。 据外媒报道 ， 太阳能电池在通往最高效率的道路上正在不断改进中 。 德国国家可再生能源实验室研究人员开发了一种新的太阳能电池 ， 为了改善用于吸收可见光的钙钛矿与用于吸收红外线的铜、铟、镓和硒的混合物两层之间的接触 ， 研究小组在它们之间添加了一层铷原子 ， 团队让电池的峰值效率达到24.16% 。
铷基设备材料精准计时功能助力集群医用设备同步获取精确时间信号 。 近年来 ， 基于星载铷钟开发的网络同步时间服务器在国内卫生部门得到良好的推广 ， 为医院提供标准的网络时间统计信息服务 ， 也为局部辐射区域近万台网络客户端提供精度小于5毫秒的时间同步服务器 ， 较大程度地改善了全区医疗机构网络系统 ， 包括：医护人员的办公PC及医疗设备、走廊、大堂子钟系统等授时操作的统一性 ， 充分实现了大数量集群精确医疗设备同步作业中时间的精准性保障 。
铷基量子传感器有望用于诊断房颤 。 心房颤动（AF）是一种导致心率异常的疾病 ， 发作时心脏中传导的电生理信号易出现紊乱行为 。 目前 ， 常规用于检测房颤的心电图受到灵敏度、时间等诸多限制 。 据一项发表于《应用物理学快报》的研究 ， 科学家利用原子磁强计 ， 通过基于铷的量子传感器接受信号 ， 成功对导电率与生物组织相近的溶液进行电磁感应成像 ， 可测出高导电性的区域 。 这项技术实现了非屏蔽环境下的小体积成像 ， 且灵敏度较传统技术提高了50倍 ， 为房颤的快速临床诊断带来了希望 。
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