โลหะผสม

เซซิลตั้งข้อสังเกตว่า "องค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะบางชนิด มีความสามารถเป็นสารประกอบโลหะและธาตุบางชนิดอาจมีโลหะผสมอยู่” เซซิลมีการเชื่อมโยงซิลิคอน สารหนู และ เทลลูเรียม โดยเฉพาะ ด้วยองค์ประกอบที่เป็นโลหะผสม และ ฟิลลิปและวิลเลียมส์[13] ได้อธิบายว่าสารประกอบของซิลิกอนเจอร์เมเนียมสารหนูและพลวงกับโลหะ B "อาจจะจัดที่ดีที่สุดเป็นโลหะผสม" โลหะผสมกับโลหะ [14] เช่น แมงกานีสโบรอน (โบรอน 15%) , นิกเกิลโบรอน เป็นส่วนประกอบในการเชื่อมโลหะมีความแข็งแรง และในทางอุตสาหกรรมวิศวกรรม , โลหะผสมซิลิกอนที่มีธาตุเหล็กและอะลูมิเนียมที่มีการใช้กันอย่างแพร่หลายโดยอุตสาหกรรมเหล็กและยานยนต์ , เจอร์เมเนียมโลหะเป็นส่วนในการทำเหรียญสารหนูสามารถผสมกับโลหะรวมทั้งแพลตตินัมและทองแดง เพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อน แมกนีเซียม พลวง ดีบุก เทลลูเรียมผสมกับโลหะใช้ในการหล่อเหล็ก

การควบคุมโดยชีววิธี

ธาตุกึ่งโลหะทั้ง 6 ธาตุ มีการยอมรับว่า มีคุณสมบัติใช้เป็นยารักษาโรคและป้องกันสารพิษ สารหนูและพลวง เป็นสารที่เป็นพิษ แต่สามารถใช้ในวงการแพทย์เช่นเดียวกับโบรอน ซิลิกอน เจอร์เมเนียมโบรอนใช้เป็นยาฆ่าแมลง [15] สารเคมีกำจัดวัชพืช เป็นสารบอริกที่มีอยู่น้ำยาฆ่าเชื้อราและมีคุณสมบัติต้านไวรัสซิลิกอนที่มีอยู่ในไซลาเทรน เป็นสารพิษที่ใช้ในสารกำจัดหนู [16] ถ้าสูดดมระยะยาวจะทำให้เกิดโรคร้ายแรงที่เกี่ยวกับปอด ซิลิกอนจึงเป็นธาตุที่จำเป็น [17] ซิลิโคนเจล สามารถนำมาใช้กับผู้ที่ถูกไฟไหม้เพื่อลดรอยแผลเป็น [18]เกลือของเจอร์เมเนียมอาจเป็นอันตรายต่อมนุษย์และสัตว์ ถ้ากินเป็นเวลานาน [19] สารหนูใช้เป็นยามาตั้งแต่สมัยโบราณ รวมทั้งยังรักษาโรคซิฟิลิสก่อนที่จะพัฒนาเป็นยาปฏิชีวนะ [20] สารหนูยังเป็นส่วนประกอบของยาสมุนไพรที่ใช้ในการรักษาโรคในปี ค.ศ.2003 ออกไซด์สารหนูเป็นที่รู้จักสำหรับการรักษาโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาวเฉียบพลัน มะเร็งไขกระดูก [21] สารหนูที่มีอยู่ในน้ำดื่มจะเป็นสาเหตุของโรคปอดและมะเร็งกระเพาะปัสสาวะ [22]พลวง เป็นสารที่ค่อนข้างเป็นพิษ ถูกนำมาใช้เป็นสารเสพติด [23]ธาตุเทลลูเลียม เมื่อพิจารณาลักษณะเฉพาะแล้วไม่มีพิษ เมื่อรวมกับโซเดียม 2 กรัมจะได้เป็นเทลลิวเรท เมื่อเป็นยาจะสามารถทำให้ตายได้ [24] คนที่สัมผัสกับธาตุเทลลูเลียมในอากาศจะได้กลิ่นเหมือนกระเทียม [25] เทลลูเลียมใช้ในการรักษาโรคผิวหนัง ส่วนสารประกอบเทลลูเลียมอื่นๆถูกนำมาใช้เป็นยาต้านจุลชีพ ก่อนที่จะพัฒนามาเป็นยาปฏิชีวนะ [26] ในอนาคตสารดังกล่าวจะต้องมีการใช้แทนยาปฏิชีวนะ มีผลมาจากการต้านทานเชื้อแบคทีเรีย [27] เบริลเลียมและตะกั่ว มีองค์ประกอบที่ได้รับการยอมรับแต่น้อยกว่าธาตุกึ่งโลหะว่าเป็นพิษที่ใช้เป็นยาฆ่าแมลง [28] ซัลเฟอร์ เป็นธาตุที่เก่าแก่ที่สุดของสารฆ่าเชื้อและสารกำจัดศัตรูพืช ฟอสฟอรัส,กำมะถัน,สังกะสี,ซิลิเนียม เป็นสารอาหารที่สำคัญในการบำรุงและอะลูมิเนียม,ดีบุก ใช้เป็นตัวนำไฟฟ้า [29] กำมะถัน,เกลเลียม,ซิลิเนียม,ไอโอดีนและบิสมัท มีคุณสมบัติใช้เป็นยา กำมะถัน มีองค์ประกอบของยารักษาโรคติดเชื้อแบคทีเรีย รักษาโรคเบาหวาน รักษาและป้องกันโรคลมชัก ในขณะเดียวกันยังใช้เพื่อรักษาสิวและเกี่ยวกับการติดเชื้อในกระเพาะปัสสาวะ [30] เกลเลียม,ไนโตรเจน ใช้ในการรักษาผลข้างเคียงของโรคมะเร็ง [31] เกลเลียม,ซิเตรต เป็นสารเภสัชรังสี ทำให้เห็นภาพสะท้อนของการอักเสบของร่างกาย [32] ซิลิเนียม,ซัลเฟอร์ มีคุณสมบัติเป็นยา ไอโอดีน ใช้เป็นสารที่ฆ่าเชื้อโรคในรูปแบบต่างๆ บิสมัท เป็นส่วนผสมในยาที่ต้านฤทธิ์ของแบคทีเรีย [33]

ตัวเร่งปฏิกิริยา

โบรอนไตรฟลูออไรด์ และไตรคลอไรด์ ถูกนำมาใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการสังเคราะห์สารอินทรีย์และอิเล็กทรอนิกส์ ไตรโบรไมด์ถูกนำมาใช้ในการผลิตของไดบอเรน แกนด์โบรอน[34]ปลอดสารพิษสามารถแทนที่ลิแกนด์ฟอสฟอรัสที่เป็นพิษในการเปลี่ยนแปลงตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะ[35]กรดกำมะถันซิลิกาที่ใช้ในปฏิกิริยาอินทรีย์ ก๊าซเจอร์เมเนียมบางครั้งใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการผลิตพลาสติกสำหรับบรรจุภาชนะซึ่งราคาจะถูกกว่าสารพลวงเช่นออกไซด์ แม้จะมีความกังวลเกี่ยวกับการปนเปื้อนของอาหารและเครื่องดื่ม ออกไซด์ สารหนูได้รับการใช้ในการผลิตก๊าซธรรมชาติที่จะเพิ่มการกำจัดของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นกรดมี selenous และกรด tellurous [36] ซีลีเนียมทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในจุลชีพบาง เทลลูเรียม ก๊าซ และ เตตราคลอไรด์ที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่แข็งแกร่งสำหรับการเกิดออกซิเดชันของคาร์บอนในอากาศเหนือ 500 ° C [37] กราไฟท์ออกไซด์สามารถนำมาใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการสังเคราะห์ ส่วนคาร์บอนและอะลูมิเนียมจะนำมาใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการจำกัดสารปนเปื้อนกำมะถันจากก๊าซธรรมชาติ ไทเทเนี่ยม อะลูมิเนียม ได้ชื่อว่าเป็นตัวทดแทนสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะสูงสุดที่มีราคาขั้นสูงใช้ในกระบวนการผลิตสารเคมีอุตสาหกรรม [38]

สารทนไฟ

สารประกอบ โบรอน ซิลิคอน สารหนู และพลวงได้ถูกนำมาใช้เป็นสารทนไฟ โดยโบรอนอยู่ในรูปแบบของสารบอแรกซ์ที่ได้ถูกนำมาใช้เป็นสารหน่วงไฟ สิ่งทออย่างน้อยตั้งแต่ศตวรรษที่ 18[39] สารซิลิกอน เช่น ซิลิโคน, ไซเลน, ซิลิกาและ ซิลิเกตบางแห่งถูกพัฒนาขึ้นมาเป็นทางเลือกให้มากขึ้น ผลิตภัณฑ์ฮาโลเจนที่เป็นพิษมากสามารถปรับปรุง เปลวไฟของวัสดุพลาสติกได้ [40] สารประกอบอาร์เซนิก เช่น อาไซไนต์ โซเดียมหรือ สารหนูโซเดียม เป็นสารทนไฟที่มีประสิทธิภาพสำหรับไม้ แต่มีการใช้น้อยอันเนื่องมาจากมีความเป็นพิษอยู่[41] แอนติโมนีไตรออกไซด์เป็นสารหน่วงไฟ[42] ไฮดรอกไซอะลูมิเนียมได้รับการใช้เป็นไม้ไฟเบอร์ ยาง พลาสติก และ สารหน่วงไฟสิ่งทอตั้งแต่ยุค 1890 [43]นอกเหนือจากไฮดรอกไซอะลูมิเนียม ใช้ฟอสฟอรัสตามสารทนไฟในรูปแบบของตัวอย่าง เช่น ออแกโนฟอสเฟต ในประเภทสารหน่วงหลักอื่น ๆ [44]

การจัดเก็บและใยแก้วนำแสง

องค์ประกอบของ เจอร์เมเนียม พลวง เทลลูเรียม ("อัลลอย GST") มากหรือน้อยและ เงิน และ อินเดียม ที่เจือ (Sb2Te) ("อัลลอยAIST") เป็นตัวอย่างของวัสดุเปลี่ยนเฟสที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในแผ่นแสงที่เขียนทับแอนนาเฟสเปลี่ยนอุปกรณ์หน่วยความจำโดยใช้ความร้อนที่พวกเขาสามารถเปลี่ยนระหว่างสัณฐาน (แก้ว) และผลึกของแข็ง การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางแสงและไฟฟ้าสามารถนำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการจัดเก็บข้อมูลได้[45]การใช้งานในอนาคตสำหรับ เจอร์เมเนียม พลวง เทลลูเรียม มีการเปลี่ยนแปลงเร็วมากอย่างสิ้นเชิงโดยแสดงสถานะของแข็งกับพิกเซลนาโนเมตรระดับกึ่งโปร่งใส ใช้งานเป็น แก้วคอนแทคเลนส์และอุปกรณ์จอประสาทตาเทียม[46]

ดอกไม้ไฟ

กึ่งโลหะได้รับการยอมรับทั้งการใช้งานทำพลุหรือมักจะพบคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกับ โบรอนและซิลิกอน [47]กึ่งโลหะทำหน้าที่คล้ายเชื้อเพลิงโลหะ[48] โบรอนที่ใช้ในองค์ประกอบเริ่มทำพลุ (สำหรับจุดไฟองค์ประกอบที่ยากต่อการเริ่มต้นงานอื่นต่อ ) และในองค์ประกอบของการหน่วงที่เผาผลาญในอัตราคงที่ [49]คาร์ไบโบรอนได้รับการระบุว่าเป็นไปได้สำหรับการเปลี่ยนแบเรียมที่มีพิษร้ายแรงหรือ hexachloroethanemixtures อาวุธในควันพลุของสัญญาณและดอกไม้ไฟ [50] ซิลิกอนเช่นโบรอนเป็นส่วนประกอบของตัวริเริ่มและส่วนผสมของการหน่วงเวลา [51] เจอร์เมเนียมที่เจือปนสามารถทำหน้าที่เป็นความเร็วตัวแปรเชื้อเพลิงเธอไมต์ [52]พลวง trisulfide พบในดอกไม้ไฟสีขาวแสงและแฟลชในตัวและผสมเสียง [53] เทลลูเรียมถูกนำมาใช้ในการผสมและการหน่วงในการระเบิดองค์ประกอบของสารตั้งต้น[54] คาร์บอนอะลูมิเนียมฟอสฟอรัสและซีลีเนียมยังคงรูปแบบของคาร์บอนในผงสีดำเป็นส่วนประกอบของดอกไม้ไฟที่ช่วยขับได้ [55]อะลูมิเนียมเป็นส่วนผสมของพลุที่พบบ่อย[56] และมีกระบวนการทำงานกันอย่างแพร่หลายสำหรับความสามารถในการสร้างแสงและความร้อน [57] รวมทั้งในการผสมเธอไมต์ [58] ฟอสฟอรัสสามารถพบได้ในควันและอาวุธก่อความไม่สงบ [59]ซีลีเนียมมีการใช้ในลักษณะเดียวกับเทลลูเรียม[60]

สารกึ่งตัวนำและอิเล็กทรอนิกส์

องค์ประกอบทั้งหมดได้รับการยอมรับกันทั่วไปว่าเป็น metalloids (หรือสารประกอบของมัน) ได้ถูกนำมาใช้ในสารกึ่งตัวนำหรือ solid-state อุตสาหกรรมทรอนิกส์ [61] คุณสมบัติบางส่วนของโบรอนมีการ จำกัด การใช้งานเป็นสารกึ่งตัวนำ แต่ก็มีจุดหลอมละลายสูงผลึกเดี่ยวจะค่อนข้างยุ่งยากและเป็นเรื่องยากที่จะได้รับและการแนะนำและควบคุมรักษาสิ่งสกปรก [62] ซิลิกอนเป็นเซมิคอนดักเตอร์ชั้นนำ; มันเป็นพื้นฐานของ Eletronicsทันสมัย (รวมถึงเซลล์แสงอาทิตย์มาตรฐาน)[63] และเทคโนโลยีการสื่อสาร [64] แม้จะมีการศึกษาของเซมิคอนดักเตอร์ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ได้รับการยกย่องให้เป็น "สิ่งสกปรกของฟิสิกส์" และไม่สมควรได้รับความสนใจมาก [65]เจอร์เมเนียมส่วนใหญ่ได้รับการแทนที่ด้วยซิลิกอนในอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำเป็นที่ถูกกว่าความยืดหยุ่นมากขึ้นในการดำเนินงานที่อุณหภูมิสูงขึ้นและง่ายต่อการทำงานในระหว่างขั้นตอนการผลิตไมโครอิเล็กทรอนิกส์ [66]เจอร์เมเนียมยังคงเป็นส่วนประกอบของสารกึ่งตัวนำ "ผสม" ซิลิคอนเจอร์เมเนียม และสิ่งเหล่านี้มีการเติบโตในการใช้งานโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์สื่อสารไร้สาย; โลหะผสมดังกล่าวใช้ประโยชน์จากการเคลื่อนย้ายผู้ให้บริการที่สูงขึ้นของเจอร์เมเนียม [67]การสังเคราะห์ในปริมาณแกรมขนาดของสารกึ่งตัวนำ germananeมีรายงานในปี 2013 นี้ประกอบด้วยอะตอมแผ่นหนาของไฮโดรเจนอะตอมสิ้นสุดเจอร์เมเนียมคล้ายคลึงกับ graphene อิเล็กตรอนจะดำเนินการมานานกว่าสิบครั้งเร็วกว่าซิลิกอนและห้าครั้งเร็วกว่าเจอร์เมเนียมและคิดว่าจะมีศักยภาพในรู้สึกการใช้งาน [68]การพัฒนาเจอร์เมเนียมสายตามขั้วบวกว่ากว่าสองเท่าความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ถูกรายงานในปี 2014 [69]ในปีเดียวกันลีอัล รายงานว่าคริสตัลปราศจากข้อบกพร่องของ graphenelargeพอที่จะมีการใช้งานอิเล็กทรอนิกส์สามารถนำมาปลูกและลบออกจากพื้นผิวเจอร์เมเนียม [70]สารหนูและพลวงไม่ได้เซมิคอนดักเตอร์ในรัฐมาตรฐาน ทั้งสองชนิดรูปแบบเซมิคอนดักเตอร์III-V ซึ่งค่าเฉลี่ยของจำนวนอิเล็กตรอนต่ออะตอมเป็นเช่นเดียวกับที่กลุ่ม 14 องค์ประกอบสารเหล่านี้เป็นที่ต้องการสำหรับการใช้งานพิเศษบางอย่าง [71]นาโนคริสตัลพลวงอาจช่วยให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะถูกแทนที่ด้วยโซเดียมมีประสิทธิภาพมากขึ้นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน [72]เทลลูเรียมซึ่งเป็นสารกึ่งตัวนำในมาตรฐานของมันส่วนใหญ่จะใช้เป็นส่วนประกอบในประเภท II / VI;สารเหล่านี้มีการใช้งานในไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เลนส์ [73]ลลูไรด์แคดเมียมคือการใช้โมดูลแสงอาทิตย์สำหรับประสิทธิภาพการแปลงสูง, ต้นทุนการผลิตต่ำและช่องว่างขนาดใหญ่ของวง 1.44eV ให้มันดูดซับรังกว้างของความยาวคลื่น [74]

บิสมัทลลูไรด์, อัลลอยด์ที่มีซีลีเนียมและพลวงเป็นส่วนประกอบของอุปกรณ์เทอร์โมที่ใช้สำหรับเครื่องทำความเย็นหรือการผลิตกระแสไฟฟ้าแบบพกพา [75] ห้า metalloids โบรอนซิลิคอนเจอร์เมเนียมสารหนูและพลวง-สามารถพบได้ในโทรศัพท์มือถือ [76]เทลลูเรียมคาดว่าจะพบการใช้งานดังกล่าว [77] ได้รับการยอมรับค่อนข้างน้อย metalloids ฟอสฟอรัสแกลเลียมและซีลีเนียมมีการใช้งานเซมิคอนดักเตอร์ ฟอสฟอรัสที่ใช้ในการติดตามปริมาณเจือปนสำหรับเซมิคอนดักเตอร์ชนิดเอ็น [78] การใช้คอมพาณิชย์ของสารประกอบแกลเลียมถูกครอบงำโดยการใช้งานในเซมิคอนดักเตอร์วงจรรวม โทรศัพท์มือถือ; เลเซอร์ไดโอด; หลอดไดโอด; ตรวจจับแสง; และเซลล์แสงอาทิตย์ [79]ซีลีเนียมถูกนำมาใช้ในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ [80] และพลังงานสูงป้องกันไฟกระชาก [81] โบรอน เจอเมเนียมพลวงซิลิกอนและเทลลูเรียม [82] เช่นเดียวกับโลหะหนักและ metalloids เช่นเปรอท, ตะกั่ว [83]สามารถพบได้ในฉนวนทอพอโลยี เหล่านี้เป็นโลหะผสม [84] หรือสารประกอบที่ในอุณหภูมิที่เย็นเป็นพิเศษหรืออุณหภูมิห้องจะเป็นตัวนำโลหะบนพื้นผิวของพวกเขา แต่ฉนวนแม้ว่าการตกแต่งภายในของพวกเขา [85] แคดเมียมที่ประมาณ 1K เป็นแรค-semimetal-อนาล็อกกลุ่มอิเล็กทรอนิกส์ของกราฟีนในที่อิเล็กตรอนเดินทางอย่างมีประสิทธิภาพเป็นอนุภาคเยอะ [86] ทั้งสองชั้นของวัสดุที่มีความคิดที่จะมีการใช้งานคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีศักยภาพ[87]