Niobij, takozvani biofilni metal

Niobij je 41. element periodnog sustava elemenata.

Niobij je izolirao 1801. engleski kemičar Hatchett, koji je proučavao komad željezne rude u Britanskom muzeju u Londonu, a prvi ga je proizveo švicarski kemičar 1864. redukcijom klorida s vodikom, a 1951. Odbor za nomenklaturu Međunarodnog udruženja čiste i primijenjene kemije (IUPAC) odlučio je unificirati naziv elementa s niobijem.

Niobij se isprva koristio za izradu žarnih niti za žarulje sa žarnom niti, ali je ubrzo zamijenjen volframom koji je imao višu točku taljenja i bio je prikladniji za proizvodnju žarulja sa žarnom niti. Godine 1920 otkriveno je da niobij može povećati čvrstoću čelika, što je dovelo do poticanja njegove upotrebe u čeliku, i zapravo, dodavanje samo 0.03-0.05% niobija u čelik povećava granicu razvlačenja čelika za 30% ili više. ili više. Dodavanje niobija ne mijenja strukturu željeza, već se spaja s ugljikom, dušikom i sumporom u čeliku kako bi se promijenila mikrostruktura čelika. I ne samo to, niobij također poboljšava žilavost čelika, otpornost na oksidaciju pri visokim temperaturama, otpornost na koroziju i snižava prijelaznu temperaturu krhkosti čelika, što rezultira dobrom zavarljivošću i svojstvima kalupljenja.

Znanstvenici Bell Labsa otkrili su da legure niobij-kositar još uvijek mogu zadržati svojstva supravodljivosti u okruženjima jakog električnog i magnetskog polja, a niobij je jedna od najviših kritičnih temperatura, što čini legure niobija trenutno najvažnijim supravodljivim materijalima.

Netko je dizajnirao levitacijski vlak velike brzine, u njegove dijelove kotača ugrađeni su supravodljivi magneti, napravljen je od legura koje sadrže niobij, koje mogu proizvesti jako i stabilno magnetsko polje, tako da je cijeli vlak lebdio na pruzi na visini od oko 10 centimetara , nema više trenja između vlaka i pruge, i stoga zahtijeva vrlo malo snage, vlaku se može dopustiti da postigne brzine veće od 500 kilometara na sat. Niobij i titan supravodljivi materijali također su korišteni za izradu generatora istosmjerne struje, koji je malen, lagan, jeftin i generira 100 puta više energije od generatora iste veličine.

Niobij također zauzima važno mjesto u kirurškoj medicini, ima izvrsnu otpornost na koroziju, ne stupa u interakciju s raznim tekućinama u ljudskom tijelu, ali uopće ne oštećuje biološka tkiva, prilagodljiv je svim metodama sterilizacije, može se kombinirati s organskim tkivima za dugo i neškodljivo ostaju u ljudskom tijelu. Tako su niobijske ploče korištene za nadoknadu oštećenja lubanje, niobijska žica korištena je za šivanje živaca i tetiva, niobijske trake korištene su za nadomještanje slomljenih kostiju i zglobova, a niobijska pređa ili niobijska mreža izrađena od niobijske žice korištena je za nadoknadu za mišiće kao da su izrasli na pravim kostima. Zbog toga je niobij poznat i kao "biofilni metal".

Niobij ima vanjski sloj valentnih elektrona od 5 elektrona, tako da je bogat redoks svojstvima. Njegova valencija može biti u rasponu od -1 do +5, a kada se sloj valentnih elektrona u potpunosti ukloni, otkriva jezgru kriptonita vrlo pogodnu za kisik, koja se može koristiti kao pretvarač halogenida, oksidans, pa čak i aktivirati veze ugljik-vodik. Nedavna studija pokazala je da se snažna oksidacijska svojstva peterovalentnog niobija mogu koristiti za pročišćavanje otrovnih plinova, te da se čak i zastrašujući iperit može lako pretvoriti u netoksičnost glinom niobijevog saponita.

Godine 2003. Austrijanci su također pronašli prekrasnu kemijsku umjetnost vezanu uz niobij, metalna površina niobija kroz galvanizaciju filma niobijevog oksida može biti lomna, sjajna površina, različite debljine filma također mogu proizvesti različite boje, tako da su napravljene različite boje kovanica, što povećava kolekcionarsku vrijednost tih kovanica.