艾米
日常生活的大多數產品,由塑料、鋁或者不銹鋼制成,看上去普普通通、平平凡凡。可你不知道的是,在這些產品中,還有一些產品的制造材料非常特殊,它們的原材料中含有地球上最珍貴的元素。現在就讓我們看看這些小產品的秘密配方吧。
硬盤
材料:氦
在宇宙中,氦是第二豐富的元素,可是在地球上卻很難找得到。這是因為氦分子非常小和輕,非常容易逃逸到大氣層上空,隨后被太陽風吹走。那么,它怎么會跟硬盤扯上關系呢?
硬盤是由盤片構成的,這些盤片樣子就像一張光碟,兩面都具有磁性,彼此相隔一定距離疊放在磁盤內部。每個盤片正反面各有一個磁頭,當電腦關機時,這些磁頭會安安靜靜地呆在盤片上的固定位置。當電腦開機時,盤片會以很高的速度旋轉。與此同時,磁頭會懸浮在盤片上方,通過磁感應讀取或者修改磁盤上的數據,這一距離非常近,大概只有1納米遠。
傳統的硬盤內部填充的是空氣,當盤片旋轉時,周圍的空氣流也會旋轉,盤片、磁頭會與空氣流摩擦,產生熱量和振動,這就是為什么當你用電腦時,你的硬盤會發出那么大的嗡嗡聲,并且摸起來那么燙。
不過,當以氦氣取代磁盤里的空氣時,由于氦氣只有空氣密度的1/7,氣體阻力也就會迅速減小,產生更少的震動和熱氣,這就讓電腦更節能。研究表明,氦氣硬盤能將能耗減少25%左右。
而另外一個伴隨而來的好處是,由于盤片震動更少、溫度更低,這就使得盤片可以被制造得更薄,并且靠得更近,這樣硬盤里就可以裝更多的盤片。普通硬盤只能裝5個圓盤,而氦氣硬盤可以裝7個。
而由于氦原子太小,幾乎可以滲透進任何材料,氦氣硬盤的密封材料非常特殊,密封得也非常好,這樣濕氣、灰塵和其他污染物也不會進入硬盤里,可以降低硬盤的故障率并延長其壽命。
實際上,由于氦的特殊性質,生活中許多其他產品也會用到這種稀有元素。除了常見的氦氣氣球以外,它也用來制造各種各樣的重要設備,如核磁共振的超導磁鐵,就需要用液氦來冷卻。
催化轉化器
材料:鉑、鈀、銠
鉑、鈀、銠都是鉑族金屬的成員,色澤都為銀白色。作為貴金屬,它們在地殼中是非常罕見的,價格也相當昂貴。拿鉑來說,這種金屬常被用來制造貴重的鉑金首飾,每千克鉑的價格可以達到4.5萬美元。
但讓你想不到的是,在幾乎每一輛車排氣系統的關鍵部件——催化轉化器里,都會含有幾克像鉑、鈀和銠這樣的貴重金屬。那么,這是為什么呢?
催化轉化器,簡單地說就是一個排氣凈化裝置,在高溫狀態下,它能將汽車排氣引擎里產生的一氧化碳和一氧化氮等有害氣體,轉換成危害較小的二氧化碳、氮氣,以及氫氣和水。在這一化學反應中,充當催化劑的正是轉化器里的鉑和其他貴金屬。
離子式煙霧報警器
材料:镅-241
放射性物質對人體有害,這是大家都知道的常識,想必每個人都不會將含有放射性物質的產品帶回家里。可是在許多人家里,可能就有一個例外——離子式煙霧探測器,它就包含有放射性物質——镅-241。
镅-241半衰期約為432.6年,屬極毒性放射性核素,主要放出α射線。那么,它在煙霧報警器里主要是做什么的呢?
離子式煙霧報警器有內外兩個電離室,當镅-241放射出α粒子時,α粒子會進入兩個電離室中,電離產生的正、負離子,在電場的作用下各自向正負電極移動。在正常的情況下,內外電離室的電流、電壓都是穩定的。一旦有煙霧進入外電離室,干擾了帶電粒子的正常運動,電流、電壓就會有所改變,破壞了內外電離室之間的平衡,于是無線發射器發出無線報警信號。
也許你現在關心的是這些放射性煙霧報警器對人體有沒有危害?實際上,在正常情況下,暴露于安裝了離子煙霧探測器的環境中,受到的輻射比自然環境中的輻射小得多。這是因為一方面其含有的放射性物質非常少,另一方面α射線穿透力極差,甚至不能穿透皮膚與紙張,兩個離子腔就足以阻擋α射線。當然了,如果你打開了離子腔,吸入或吃了镅-241,才會非常危險。但顯然,正常人不會這么干。
不過,還是有一些人打起了壞主意。1976年,17歲的美國人大衛·哈恩曾瘋狂地收集離子煙霧探測器,想提取其中的镅-241,來建一個核子反應堆。他還從另外一些工具里收集其他的放射性物質,如從野營燈那兒提取釷,從軍用瞄準器那兒提取氚,從時鐘里提取鐳。不過,他最終的成果遠遠沒有達到維持核子連鎖反應所需的裂變材料,但輻射性依然很強,超過正常輻射的1000倍,最終遭到了美國環境保護局的強行清理。30年后,2007年,哈恩在再次嘗試建家庭反應堆時被捕入獄。