Kể chuyện về kim loại - X.I. Venetxki

Đã từng thay thế đá

Cu

Bấm để xem

Hồi đầu những năm 50, nhà khảo cổ học người Anh Jamơ Melat (James Mellaart) đã triển khai các cuộc khai quật trên cao nguyên Anatolia ở Thổ Nhĩ Kỳ. Hiện vật tìm được không nhiều và nhà bác học quyết định ngừng việc tìm kiếm. Khi từ giã Anatolia, Melat không biết liệu mình có lúc nào đó sẽ trở lại đây nữa hay không. Tất nhiên ông cũng không thể nghĩ rằng, chỉ vài năm sau đó, tại chính nơi đây, ông lại may mắn hoàn thành một phát kiến mà các nhà chuyên môn đánh giá như một sự kiện làm chấn động giới khảo cổ học thế giới. Thỉnh thoảng, đột nhiên trong trí nhớ của nhà khảo cổ học lại hiện lên hai quả đồi lớn ở thung lũng sông Konya mà ông chưa hề đụng đến. Một điều gì đó đã buộc ông hồi tưởng lại chốn này, nơi mà những quả đồi có tên là Chatan - Hiuc nhô lên giữa thảo nguyên đất mặn.

Thế là mùa thu năm 1958, Melat lại một lần nữa đến đây và cùng với các bạn đồng nghiệp bắt tay vào các cuộc khai quật quả đồi phía đông của Chatan - Hiuc. Và điều gì đã xảy ra? Các hiện vật mới tới tấp hiện ra, hết cái này đến cái khác. Quả đồi hình như đã vội vã từ giã bí mật của mình mà nó đã giấu kín từ nhiều thế kỷ. Thì ra có một thời gian, đây đã là nơi cứ trú của những người trồng trọt và chăn nuôi cổ xưa. Phép phân tích cacbon phóng xạ đã cho phép xác định tuổi của di chỉ này: Khoảng 6500 - 5700 năm trước công nguyên. 8500 năm! Tuổi tác đáng kính đến thế của Chatan - Hiuc không thể không gây nên mối quan tâm đặc biệt đối với di tích của thời đại đồ đá mới này.

Ngay sau đó, các nhà khảo cổ học đã triển khai công việc tại đây một cách có hệ thống, và vận may đã không bắt họ phải chờ đợi lâu: Họ đã tìm thấy những túp lều còn được bảo tồn khá tốt, những bếp lửa gia đình, những đồ dùng hàng ngày. Chatan - Hiuc còn tỏ ra rất dồi dào về các tác phẩm nghệ thuật của các nghệ nhân cổ xưa: Những bức tranh màu trên tường, tranh đắp nổi, những bức tượng nhỏ xinh xắn và những đồ dùng bằng gốm. Nhưng có giá trị khoa học lớn nhất có lẽ không phải là chúng, mà là những vật nhỏ xíu bằng đồng tìm được ở một trong những tầng cuối cùng (có nghĩa là ở những tầng cổ nhất) : Những chiếc dùi nhỏ, những hạt cườm và những mẩu ống bé tí dùng làm đồ trang trí cho quần áo phụ nữ. Những hạt đồng nhỏ xíu đã lên gỉ xanh này là những sản phẩm kim loại cổ nhất tìm thấy được trên hành tinh chúng ta lúc bấy giờ.

Lúc đầu, Melat giả định rằng, đồng mà dân cư ở đây đã dùng để làm các đồ tạp phẩm của họ có nguồn gốc tự sinh. Nhưng Chatan - Hiuc đã dành cho các nhà khoa học một điều bất ngờ nữa: Công nhân khai quật đã đụng phải một cục xỉ đồng ở những lớp đất dưới cùng này. Thế là đã rõ, những người thợ lành nghề ở Chatan - Hiuc không những đã biết chế tác đồng tự sinh mà còn biết luyện kim loại này từ quặng.

Phát hiện này có ý nghĩa to lớn đối với khoa học. Mặc dù chẳng bao lâu sau các sự kiện vừa kể trên, về phía đông triền sông Konya, ở thượng nguồn sông Tigris, một nhóm các nhà khảo cổ học Mỹ và Thổ Nhĩ Kỳ đã tìm thấy vết tích của một điểm dân cư cổ xưa với những dấu vết của đồng và quặng đồng; điểm dân cư này còn cổ hơn Chatan - Hiuc khoảng năm thế kỷ. Chính khu đồi gồm hai ngọn ở cao nguyên Anatolia này - khu đồi từng đẩy ranh giới giả định sự xuất hiện nghề luyện kim trên trái đất lùi về quá khứ xa xưa ba ngàn năm, đã đi vào lịch sử của khoa cổ học như một trong những trang tuyệt diệu nhất của nó.

Vậy tại sao chính đồng lại là kim loại đầu tiên lọt vào tay con người. Tại sao nó lại có vinh dự đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong sự phát triển của xã hội loài người?

Cùng với vàng, bạc, sắt, thiếc, chì và thủy ngân, đồng thuộc nhóm "thất hùng" gồm bảy kim loại mà con người biết đến từ thời cổ xưa. Trong số bảy kim loại này, chỉ có ba - vàng, bạc và đồng, là bắt gặp trên trái đất ở trạng thái tự sinh. Nhưng vàng và bạc ít khi rơi vào tay tổ tiên chúng ta, còn đồng thì hay gặp hơn, hơn nữa, đôi khi gặp ở dạng những khối tự sinh rất lớn. Chẳng hạn, giữa thế kỷ trước, tại vùng Hồ lớn (Bắc Mỹ) đã tìm thấy một mảnh của một tảng đồng lớn có khối lượng khoảng 400 tấn.

Trên bề mặt của khối kim loại này còn lưu lại những dấu vết của rìu đá mà ngay ở thời đại đồ đá mới, con người đã dùng để đẽo các cục đồng từ tảng này ra nhằm sử dụng cho các nhu cầu của mình.

Còn nhu cầu về kim loại này thì không nhỏ. Với tư cách là vật liệu để làm ra các công cụ lao động, vũ khí, đồ dùng thường ngày, đồng có những ưu điểm trội hơn hẳn so với đá. Điều đó thật quá rõ ràng đến nỗi những người trồng trọt, chăn nuôi hoặc săn bắn ở thời xa xưa không thể không nhận thấy. Hơn nữa, kim loại này tương đối dễ thay đổi hình dáng, có thể đập bẹt, mài sắc cạnh, đục lỗ. Đồng đã bắt đầu đẩy lùi vị trí của đá và đã nhanh chóng đi vào cuộc sống của người nguyên thủy: Thời đại đồ đá đã giao phó lại quyền hành cho thời đại đồ đồng.

Càng ngày càng tích lũy được nhiều kinh nghiệm gia công đồng nên con người đã đạt được nhiều thành tựu lớn trong việc này. Những sản phẩm bằng đồng mà những người thợ thời cổ đại còn để lại cho chúng ta đã nói lên điều đó. Trong ngôi mộ của một vị faraon Ai Cập từng trị vì vào khoảng giữa thiên niên kỷ thứ ba trước công nguyên đã tìm thấy một cái nồi lớn được gò từ một tấm đồng dẹt.

Tiếp theo đó, con người đã biết cách nấu chảy đồng và đúc các đồ dùng đơn giản bằng đồng. Mặc dầu, vật đúc bằng đồng cổ xưa nhất mà các nhà khảo cổ học biết được là chiếc rìu đã xuất hiện từ sáu ngàn năm trước đây, song có lẽ là con người chỉ thực sự nắm vững kỹ thuật đúc sau khi học xong một "khóa" về gia công nóng kim loại.

Đến lúc bấy giờ, tại nhiều nơi trên trái đất, con người đã khai thác được quặng đồng và dùng nó để luyện đồng. Các mỏ quặng đồng ở đảo Síp có tiếng tăm đặc biệt, mà như người ta vẫn giả định, tên La tinh của đồng là "Cuprum" có liên quan với tên của hòn đảo này. Còn chữ Nga "Medb", thì theo ý kiến của một số nhà bác học, xuất phát từ chữ "CMIDA" - các bộ lạc cổ xưa từng sống ở phần đất châu Âu thuộc lãnh thổ Liên Xô đều dùng từ này để gọi chung mọi thứ kim loại.

Có thể gặp những đoạn nói về đồng trong các nguồn tư liệu sách vở cổ xưa nhất. Trong tác phẩm "Iliat", Homer mô tả vị thần - người lao động Hefet làm nghề thợ rèn đã chế tạo cho người anh hùng Asin (Achilles) trong cuộc chiến tranh Troa một tấm mộc chiến thắng bằng đồng như sau: "Chàng vung tấm đồng bất khả xâm phạm vào ngọn lửa đang bốc ngùn ngụt..". Theo các truyền thuyết cổ Hy Lạp, con trai của thần đất là Promete đã lấy trộm lửa của các vị thần rồi trao cho con người nên chàng bị thần Zớt ra lệnh xiềng chân vào núi đá bằng một sợi xích đồng.

Thời cổ, đồng được biết đến không những ở trên trời mà còn ở dưới mặt đất đầy "tội lỗi" nữa, hơn nữa, thứ kim loại này đôi khi bị gán một vai trò hơi khác thường đối với thời bấy giờ. Trong những năm 30 của thế kỷ chúng ta, khi khai quật ở gần thành phố Baghdad, các nhà khảo cổ học người Đức đã tìm thấy được một cái bình bằng đất sét rất kỳ lạ, bên trong bình có một cái ống hình trụ rỗng bằng đồng cùng với một thanh sắt đã han gỉ nặng. Sau khi xem xét vật tìm được này, các nhà nghiên cứu đã đi đến một kết luận táo bạo: Họ cho rằng, người Ảrập cổ xưa đã rót dung dịch kiềm vào bình này để làm nguồn điện, còn những người thợ kim hoàn xưa kia đã dùng nó để mạ vàng lên các đồ vật bằng kim loại. Nếu giả thuyết này đúng thì có nghĩa là bộ pin điện đầu tiên đã được các "nhà kỹ thuật điện" vùng Lưỡng Hà chế tạo ra từ hai ngàn năm trước khi có những thí nghiệm của Galvani và Volta.

Theo ý kiến của các nhà Ai Cập học, ở thiên niên kỷ thứ hai trước Công nguyên, nghề luyện đồng ở Ai Cập đã đạt đến quy mô to lớn: Thời bấy giờ đã có hơn một ngàn lò luyện đồng hoạt động ở nước này. Tuy nhiên, rất nhiều tư liệu lịch sử đã cho thấy, việc sản xuất kim loại này sau đó đã giảm xuống một cách đột ngột. Lẽ nào người Ai Cập lại không cần đến đồng nữa? Gần đây người ta đã lý giải được điều bí ẩn đó: Các cuộc khai quật khảo cổ học đã cho biết rằng, "công nghiệp" luyện đồng ở Ai Cập thời cổ đã trải qua.. một cuộc khủng hoảng năng lượng từng bao trùm cả khu vực này vào thời xa xưa ấy. Những cây cọ và cây keo trắng mọc ở vùng ven bờ sông vùng châu thổ sông Nile vốn được dùng làm chất đốt cho các lò luyện đồng đã bị chặt trụi hoàn toàn và bị đốt sạch. Tổn thất này quả thật là không thể bù đắp được, và việc luyện đồng đành phải ngừng hẳn.

Đồng đã có cống hiến to lớn vào việc phát triển nền văn hóa vật chất, nhưng hợp kim của đồng với thiếc - gọi là đồng đỏ - còn được vinh dự đóng vai trò quan trọng hơn. Hợp kim tuyệt diệu này có hàng loạt ưu điểm so với đồng nguyên chất: Độ cứng và độ bền cao, độ đàn hồi lớn, làm lưỡi cắt rất sắt, ít bị ăn mòn, dễ rót đầy khuôn đúc. Tiếp sau thời đại đồ đồng kéo dài không lâu, thời đại đồng đỏ đã kế tục ngự trị trên hành tinh chúng ta.

Có lẽ con người đã biết đến đồng đỏ từ thiên niên kỷ thứ tư trước Công nguyên: Các công cụ cổ nhất bằng đồng đỏ được tìm thấy ở Iran, Thổ Nhĩ Kỳ, Lưỡng Hà đã được các nhà bác học xác định tuổi như vậy. Tuy nhiên, tên gọi của đồng đỏ thì mãi sau này mới có. Thời xa xưa, một trong những thương cảng lớn nhất của nước Italia là Brinđizi (xưa kia gọi là Bruđizi) ; đây là điểm cuối của con đường Appia là con đường dùng để chở đồng khai thác được từ các mỏ trong nước đến cảng. Từ đây, kim loại này lên đường sang các nước khác. Nhưng đồng ít khi được tinh khiết, mà thường ở dạng hợp kim với thiếc. Có thể thu được hợp kim như vậy một cách tự nhiên trong quá trình nấu luyện, bởi vì tại các mỏ mà từ đó đồng "bước vào đời", thường có thiếc chung sống với đồng. Ngoài ra, các tàu buôn Hy Lạp chuyên chở thiếc từ quần đảo Britania thường xuyên ghé qua cảng này. Hoàn toàn có thể là các nhà luyện kim ở đây nhận thấy rằng, hợp kim của hai kim loại này mà đường đi của chúng giao nhau tại Brunđizi có những tính chất rất tốt nên đã tìm cách sản xuất thật nhiều. Chẳng bao lâu, người ta đã gọi hợp kim này - "đồng từ Brunđizi" (theo tiếng La tinh là "es Brundisi"), là đồng đỏ.

Tại một ngôi mộ Ai Cập thuộc hồi giữa thiên niên kỷ thứ hai trước công nguyên, người ta phát hiện được một bức tranh rất đáng chú ý; bức tranh này mô tả quy trình công nghệ của việc sản xuất các vật đúc bằng đồng đỏ. Ba lao công (hẳn là ba nô lệ, vì có một giám thị cầm gậy đứng trông coi họ) đưa kim loại vào lò để nấu luyện. Còn thấy những nồi nung, những đống than gỗ, những sọt đựng than để đưa vào "xưởng đúc". Hai lao công thụt bễ, người thứ ba cầm "que cời lò" để điều khiển và duy trì ngọn lửa trong lò. Hai người dùng những cây đòn để nhấc nồi nấu đồng đỏ chảy ra khỏi lò và khênh đến khuôn đúc - việc rót kim loại diễn ra ở đây. Nhà họa sĩ thời xưa còn viết lời ghi chú kèm theo bức tranh: Những dòng chữ tượng hình giải thích rằng, bức tranh diễn tả việc đúc các cánh cửa lớn bằng đồng đỏ cho một ngôi đền, ngoài ra, theo chỉ thị của faraon thì kim loại này được đưa từ Xyri về.

Từ những thời xa xưa, các nhà điêu khắc đã nghĩ đến đồng đỏ. Thời gian còn để lại cho chúng ta những tác phẩm điêu khắc tuyệt mỹ bằng đồng đỏ đã từng ra đời từ nhiều thế kỷ trước đây: "Marcus aurelius", "Người ném đĩa", "Thần hoang dã đang ngủ" v. V.. Một số pho tượng bằng đồng đỏ có kích thước khổng lồ. Chẳng hạn, hồi đầu thế kỷ thứ III trước công nguyên đã xuất hiện bức tượng "Người khổng lồ Rođot" - một thắng cảnh của bến cảng cổ xưa trên đảo Rođot trong biển Êgie. Bức tượng thần mặt trời Helios cao 32 mét này đứng sừng sững ở lối vào bến cảng được coi là một trong bảy kỳ quan của thế giới. Tiếc thay, tác phẩm đồ sộ của nhà điêu khắc Kharot (Chares) chỉ tồn tại được hơn nửa thế kỷ: Một trận động đất đã phá đổ bức tượng và nó bị đem bán cho người Xyri như một đống "đổ nát".

Người Nhật Bản cũng rất điêu luyện trong ngành đúc đồng đỏ. Bức tượng Phật ở chùa Tođaizi dựng hồi thế kỷ thứ VIII nặng hơn 400 tấn. Để đúc được bức tượng có một không hai này, đòi hỏi phải có tài nghệ tuyệt vời và trình độ kỹ thuật xuất sắc trong nghề đúc.

Cả về sau này, đồng và đồng đỏ vẫn tiếp tục phục vụ nghệ thuật điêu khắc một cách trung thành. Hẳn bạn vẫn còn nhớ bức tượng "Kỵ sĩ đồng" nổi tiếng - tác phẩm bất hủ của nhà điêu khắc người Pháp ở thế kỷ thứ XVIII là Etienne Morice Falconet. Tượng Thần Tự do cao 46 mét do nhà điêu khắc người Pháp là Frédéric Auguste Bartholdi dựng lên hồi cuối thế kỷ trước vẫn đứng sừng sững ở lối vào bến cảng New York. Pho tượng này đã tiêu tốn hết 225 tấn đồng tấm.

Ở tuổi "thiếu thời", đồng đỏ đã sớm bộc lộ những năng khiếu âm nhạc và đã mãi mãi gắn bó mình với tiếng chuông. Người ta đã thử đúc chuông bằng đủ thứ kim loại và hợp kim - bằng thép, gang, đồng thau, nhôm, thậm chí bằng bạc và vàng - nhưng không một vật liệu nào trong số đó có thể tranh tài với đồng đỏ về cường độ và độ ngân dài của âm thanh. Rất nhiều chuông làm bằng đồng đỏ từ thời xưa vẫn tồn tại cho đến ngày nay - từ những cái chuông tí hon cho đến những cái chuông cấp báo khổng lồ. Suốt nhiều thế kỷ, những sự kiện quan trọng nhất trong lịch sử của chúng ta đã gắn liền với tiếng chuông - cả lúc lo âu lẫn khi vui sướng, cả trong hội hè cũng như những ngày đau buồn.

Ở một số dân tộc, đến nay vẫn còn lưu truyền những truyền thuyết về cái chuông khiến người nghe phải xót xa thương tiếc. Chẳng hạn, ở Triều Tiên, ngay từ thế kỷ thứ VIII người ta đã đúc một cái chuông lớn, nặng 48 tấn, phát ra âm thanh trong trẻo khác thường. Theo truyền thuyết, vì muốn cứu người cha khỏi nhiều điều rủi ro, con gái người thợ đúc đã gieo mình vào kim loại nóng chảy và tiếng kêu thảm thiết của nàng trước khi chết đã ngưng đọng lại trong tiếng chuông. Nhưng thông thường những người thợ đúc đã xoay xở được mà không cần những sự hy sinh như vậy: Bằng cách thay đổi thành phần của đồng đỏ và kích thước của vật đúc, họ có thể làm ra những cái chuông với "hàng trăm thứ âm thanh" ngân lên trong những ngày chiến thắng và trong những giờ phút gian nan của dân tộc.

Bên cạnh đồng đỏ, từ thời xa xưa con người còn biết một hợp kim tuyệt diệu khác nữa của đồng - đó là đồng thau: Trong đó, kẽm nhập vai "bạn đồng minh" của đồng. Các thầy cúng ở Ai Cập cổ xưa đã để lại cho chúng ta những điều nói về hợp kim này. Mà có lẽ họ cũng là những nhà giả kim thuật đầu tiên trong lịch sử khoa học: Các bản chép tay tìm thấy được khi khai quật một ngôi mộ ở Fiva có nói đến những bí quyết để "điều chế" vàng từ đồng. Theo sự khẳng định của các tác giả những "chuyên khảo" hóa học linh thiêng này thì chỉ cần pha thêm kẽm vào đồng, thế là đồng biến ngay thành "vàng" (nhìn bề ngoài thì quả thật là đồng thau hơi giống vàng). Thực ra, thứ "vàng" này có một nhược điểm: Trên bề mặt của nó thường xuất hiện những vết "lở loét" và những đốm "phát ban" (khác với vàng, đồng thau không thể chống chọi với tác động tác hại của oxi). Theo lời các ông thầy cúng thì muốn loại trừ "căn bệnh" này, phải kiên trì cầu nguyện và cần phải biết những câu thần chú có hiệu lực

Mạnh mẽ.

Các hợp chất của đồng cũng có công dụng đa dạng ngay từ thời xưa. Khi phân tích các bức tranh cổ trên tường, các nhà hóa học đã phát hiện thấy có đồng axetat trong đó: Nó được dùng để tạo nên màu lục sáng. Công thức pha chế hợp chất này ở nước Nga thời xưa chẳng có gì phức tạp: "Hãy lấy pho - mát dê và mật ong nhạt cho vào lọ đồng, rồi pha thêm vụn đồng và phủ vụn đồng lên trên. Hãy gắn nắp lọ lại bằng bột nhão rồi đặt lọ lên bếp lò trong hai tuần". Chỉ có thế thôi! Không ai biết những người La Mã xưa kia đã tạo ra chất màu xanh lục này như thế nào, nhưng người ta đã tìm thấy nó ở các bức vẽ trên tường các nhà tắm của hoàng đế La Mã Tit (Titus), cũng như trong các bức bích họa ở thành phố cổ Pompei từng bị chôn vùi dưới một lớp dung nham và tro bụi sau trận phun trào của núi lửa Vesuvi cách đây khoảng hai ngàn năm.

Trong số hàng hóa mà các thương nhân ở Alecxanđri hay buôn bán thời bấy giờ, thứ mỹ phẩm "màu xanh đồng" rất được ưu chuộng. Những người đàn bà ăn diện thường dùng chất đó để tạo nên những quầng mắt - thời bấy giờ, làm như thế mới được coi là biết tô điểm. Và lịch sử cũng đã lặp lại, thứ "son phấn" ấy ngày nay lại trở thành "mốt" của thời đại.

Các mỏ quặng đồng từng được khai thác trên lãnh thổ Liên Xô đã có đến vài ngàn tuổi. Trong các cuộc khai quật ở ngoại Capcazơ, trung Á, Xibia, Antai, các nhà khảo cổ học đã tìm thấy dao, rìu, đầu mũi tên và lá chắn mũ và đồ trang sức - tóm lại là vô số đồ dùng được làm ra từ rất lâu trước công nguyên - bằng đồng và đồng đỏ.

Hồi đầu thế kỷ XVI, các "xí nghiệp quốc phòng" ở Maxcơva như "Xưởng đúc súng", "Bãi đúc súng", đã chế tạo ra các vũ khí bằng đồng đỏ với các cỡ khác nhau. Trong việc đúc vũ khí, những người thợ Nga lành nghề đã đạt đến trình độ hoàn hảo. Khẩu đại bác Vua nặng 40 tấn do Anđrei Chokhôp đúc bằng đồng đỏ năm 1586 cho đến nay vẫn được coi là kiệt tác của nghệ thuật đúc. Một chứng tích tuyệt vời nữa của kỹ thuật đúc là quả chuông vua bằng đồng đỏ nặng 200 tấn do cha con người thợ khéo Maturin đúc vào năm 1735 để treo lên gác chuông Iva Đại đế. Nhân đây cũng nói thêm, vòm của di tích kiến trúc thế kỷ XVI này được lợp bằng những lá đồng nguyên chất mạ vàng. Cửa phía nam của giáo đường Uxpenxki - nhà thờ chính của nước Nga cổ, cũng được làm bằng những tấm đồng.

Vì thiếu đồng nên nước Nga phải thường xuyên tìm kiếm những mỏ đồng mới. Giữa thế kỷ XVII, nhà buôn Xemen Gavrilop được cử đến huyện Olonet để "lùng quặng đồng". Chuyến đi đã thành công: Quặng đồng đã thực sự được tìm thấy. Hiện còn giữ được một tài liệu có từ năm 1673 kể rằng, viên huyện đội trưởng Olonet phải ra lệnh dọn sạch con đường từ mỏ quặng đến xưởng dài một vecxta rưỡi (Vecxta là đơn vị đo chiều dài cũ của nước Nga, bằng 1066 mét (N. D). Trước đó ít lâu, vào năm 1652, viên tỉnh trưởng Kazan đã báo cáo với nhà vua rằng, quặng đồng "đã tìm được nhiều và sẽ dựng các xưởng để luyện đồng".

Thế mà đồng vẫn không đủ. Nạn thiếu đồng đặc biệt nghiêm trọng trong thời gian chiến tranh với Thụy Điển (một điều kỳ lạ là suốt thời gian chiến tranh, nước Nga vẫn mua được đồng và sắt của.. Thụy Điển). Trong trận đánh gần Narva năm 1700, quân đội Nga đã bị thất bại nặng nề. Hiểu được sự cần thiết phải xây dựng một lực lượng pháo binh hùng mạnh, cho nên, bên cạnh việc tăng cường nấu luyện đồng, Piôt đệ nhất còn quyết định trưng thu chuông đồng và các thứ đồ đồng khác của nhà thờ. Bất chấp sự phản đối của các cha cố, nhà vua vẫn dốc toàn bộ số lượng đồng thu được vào mục đích quân sự.

Trận Pontava đã xác nhận được sự sáng suốt của nhà vua. Quân đội Thụy Điển chỉ có một ít vũ khí nên đã bị thua liểng xiểng trước hỏa lực của hàng chục cỗ đại bác bằng đồng của quân đội Nga. Việc đánh bại quân đội Thụy Điển có ý nghĩa rất quan trọng đối với sự phát triển sau này của nền kinh tế Nga.

Sau chiến thắng Pontava, Piôt đệ nhất còn thực hiện một cuộc cải cách nữa. Việc buôn bán trong nước vừa mới phát hiện đã đòi hỏi một thứ vật liệu rẻ dùng để đúc tiền, có khả năng thay thế bạc, vì bạc rất cần cho ngoại thương. Lại một lần nữa, chuông đồng đã được huy động, nhưng bây giờ không phải là để đúc súng mà là để đúc tiền.

Trong những năm tiếp theo, việc sản xuất đồng ở nước Nga vẫn tiếp tục phát triển. Hàng chục xưởng luyện đồng đã xuất hiện ở Uran, Antai. Cuối thế kỷ XIX đã có xưởng luyện đồng ở Capcazơ và Cazăcxtan.

Cũng trong khoảng thời gian này, nghề luyện đồng còn xuất hiện ở vùng cực bắc (thuộc tỉnh Enisei cũ). Năm 1919, nhà địa chất N. N. Urvantxep đã phát hiện được những tàn tích của lò luyện đồng ở Norinxcơ. Qua nghiên cứu người ta thấy rằng, lò này được xây dựng năm 1872, còn trước khi xây lò đã xảy ra những sự kiện khá lý thú.

Thời bấy giờ ai cũng biết là ở Taimưr có quặng đồng, nhưng công nghiệp luyện đồng không thể phát triển được vì giá vật liệu xây dựng quá đắt, nhất là gạch. Thế rồi vào năm 1863, nhà buôn Kiprian Xotnikop đã quyết định đi một "nước cờ" tinh khôn. Ông ta yêu cầu tổng đốc tỉnh Enisei cho phép xây dựng tại làng Đuđinca một nhà thờ gỗ bằng tiền riêng của mình. Lẽ tất nhiên, viên tổng đốc không thể từ chối kẻ nô lệ của chúa về ý nguyện thiêng liêng này, và nhà buôn được cấp ngay giấy phép đúng thủ tục. Trò ma mãnh là ở chỗ văn phòng tổng đốc không biết rằng ở Đuđinca đã có nhà thờ rồi, mà lại là nhà thờ bằng đá. Vì vậy, sau khi khẩn trương xây cất xong nhà thờ bằng gỗ, lão lái buôn láu lỉnh này bèn dỡ nhà thờ cũ và lấy gạch "linh thiêng" ở đó để xây lò luyện đồng vào năm 1872 - đó là cụ tổ của nhà máy luyện kim màu khổng lồ hiện nay thuộc liên hợp luyện kim Norinxcơ. Liên hợp này đi vào hoạt động không lâu trước chiến tranh vệ quốc vĩ đại.

Cho đến đầu thế kỷ XX, một phần đáng kể của ngành công nghiệp đồng của nước Nga vẫn nằm trong tay các xí nghiệp nhượng quyền nước ngoài. Năm 1913, chỉ sản xuất được 17 ngàn tấn đồng tinh luyện. Con số đó không thể đáp ứng được nhu cầu của đất nước.

Cuộc nội chiến và sự can thiệp của khối đồng minh đã đưa ngành sản xuất đồng của nước Nga đến chỗ gần như tê liệt hoàn toàn. Nhiều xí nghiệp khai thác đồng bị tàn phá hoặc bị ngập nước, các nhà máy bị đóng cửa: Cả công nhân, lẫn nguyên vật liêu và nhiêu liệu đều không có.. Để thực hiện kế hoạch điện khí hóa đất nước của Lênin, cần phải có nhiều đồng. Ngày 5 tháng 5 năm 1922, nhà máy luyện đồng Kalata (nay là nhà máy Kirovograt) vừa được khôi phục đã cho ra mẻ sản phẩm đầu tiên. Hoàn toàn có thể coi ngày khởi đầu hoạt động của xí nghiệp là ngày ra đời của ngành luyện kim màu Xô - viết.. Hiên nay, công nghiệp đồng là một trong những ngành chủ đạo của nền luyện kim màu Xô - viết.

Đồng – một trong những kim loại cổ nhất mà con người biết đến, đã được sử dụng trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật hiện đại nào?

Những tính chất quan trọng nhất của đồng là tính dẫn điện và dẫn nhiệt tuyệt vời. Chỉ riêng bạc là kim loại duy nhất có những tính chất này tốt hơn đồng. Nhưng bạc lại rất đắt tiền nên không thể sử dụng rộng rãi vào các mục đích công nghiệp. Chính vì vậy mà đồng xứng đáng được gọi là kim loại chủ yếu của ngành kỹ thuật điện.

Các nhà công nghệ chuyên nghiên cứu việc gia công đồng hiện nay cũng như tổ tiên xa xưa của họ từng sống trong hang động đều ưa chuộng kim loại này vì tính dẻo cao của nó: Đồng có thể cán thành lá cực mỏng, mỏng hơn nhiều lần so với tờ giấy cuộn thuốc lá.

Đồng còn có một tính chất quý báu nữa - đó là tính không nhiễm từ. Trên núi "Đài khí tượng" tại thành phố Xveclôpxcơ có một ngôi nhà gỗ xây dựng năm 1836 để quan trắc khí tượng và địa từ. Khi xây dựng ngôi nhà này, người ta chỉ dùng đinh đồng chứ không dùng một chiếc đinh sắt nào cả để tránh nhiễu cho các khí cụ đo từ.

Năm 1952, chiếc thuyền buồm ba cột "Bình minh" đóng theo đơn đặt hàng của Liên Xô đã rời xưởng ở thành phố Turku (thuộc Phần Lan). Đó là một chiếc thuyền buồm nhỏ có động cơ, dùng để khảo sát từ trường của trái đất. Số vật liệu nhiễm từ trong kết cấu và thiết bị của con thuyền được giảm đến mức tối thiểu, nên các phép đo đạt được độ chính xác cao. Các xà đỡ vỏ thuyền gỗ đều được làm bằng đồng thau; neo, xích neo và đa số chi tiết của máy móc trên thuyền đều được làm bằng đồng đỏ và các hợp kim không nhiễm từ. Ngay cả dụng cụ cử tạ để cho nhân viên và các nhà khoa học trên thuyền luyền luyện tập thể thao trong các cuộc đi biển dài ngày cũng đều làm bằng đồng thau.

Có thể gặp đồng trong máy biến áp và động cơ ô tô, trong máy thu hình và thu thanh, trong các thiết bị điện tử rất phức tạp và trong các máy gia công kim loại. Từ đồng, người ta chế tạo các chi tiết của thiết bị hóa học và dụng cụ làm việc có liên quan với các chất dễ nổ và dễ cháy, những chỗ mà không thể dùng thép, vì thép dễ đánh lửa. Hơi đồng là tác nhân chủ yếu của cái gọi là laze xung mà kính hiển vi laze ưu việt nhất được chế tạo trên cơ sở đó: Loại kính hiển vi này cho phép chiếu hình ảnh các vật vô cùng nhỏ lên màn ảnh với độ phóng đại 15 ngàn lần.

Đồng và các hợp kim của nó có "thâm niên công tác" rất lâu năm trong ngành xây dựng. Ngay từ thời trung cổ, kim loại này đã được dùng làm mái lợp các lâu đài và nhà thờ. Chẳng hạn, lâu đài nổi tiếng của vua nước Đan Mạch ở Enxino, nơi mà hoàng tử Đan Mạch Hamlet theo ý của Sechxpia vĩ đại đã quyết định lựa chọn một trong hai điều: "Tồn tại hay không tồn tại", cũng được lợp bằng đồng lá. Hoa văn và các chi tiết trang trí khác bằng đồng đã đi vào kiến trúc hiện đại một cách thành công. Những người kiến tạo nên tòa nhà Empire State Building – một trong những tòa nhà cao nhất thế giới, đã noi theo người Ai Cập cổ xưa làm ống dẫn nước bằng đồng: Hơn 200 tấn đồng đã được sử dụng cho hệ thống ống dẫn nước của tòa nhà chọc trời cao 381 mét này. Những chi tiết ở khung và viền chạm trổ của cả năm ngôi sao bằng hồng ngọc trang trí cho các tháp của điệm Cremli ở Maxcơva đều làm bằng đồng lá mạ vàng.

Số hợp kim của đồng được sử dụng trong các lĩnh vực hoạt động khác nhau của con người đang tăng lên không ngừng. Mới vài chục năm trước đây, người ta chỉ gọi các hợp kim của đồng với thiếc là "đồng đỏ", vậy mà hiện nay đã có các loại đồng đỏ chứa nhôm và chì, chứa silic và mangan, chứa berili và cađimi, chứa crom và ziriconi.

Đặc biệt ngày nay người ta dùng đồng đỏ chứa nhôm (hợp kim của đồng đỏ với khoảng 5 % nhôm) để đúc tiền. Lần đầu tiên, tiền đồng lưu hành ở nước Nga hồi giữa thế kỷ XVIII. Năm 1662, sự kiện này đã dẫn đến cuộc khởi nghĩa ở Maxcơva từng đi vào lịch sử với cái tên là "Cuộc nổi loạn vì đồng".

Việc thay thế tiền bạc bằng tiền đồng là nguyên nhân trực tiếp dẫn đến cuộc khởi nghĩa này, vì điều đó làm cho giá bánh mì và giá các thực phẩm khác tăng vọt. Bị khốn khổ do cuộc chiến tranh dai dẳng với Ba Lan và Thụy Điển, lại phải chịu đựng cảnh thiếu thốn cùng cực do nạn mất mùa kinh niên và phải nộp nhiều thứ sưu thuế nặng nề, nên nhân dân đã vùng lên khởi nghĩa. Sa hoàng đã đè bẹp "cuộc nổi loạn vì đồng" này và đã đàn áp những người khởi nghĩa một cách tàn khốc, nhưng tiền đồng cũng phải ngừng lưu hành.

Người ta biết không ít những cái tên đẹp đẽ và những biệt danh nhạo báng mà nhiều vua chúa công hầu từng mang theo vào lịch sử. Trong bọn họ, một số người gặp may mắn: Chẳng hạn, ai chẳng mát lòng mát dạ vì hàng trăm và hàng ngàn năm về sau vẫn được lưu hành là Vĩ đại, là Khôi ngô hoặc Hung tợn? Vậy mà vua Henry VIII ở nước Anh từng trị vì hồi thế kỷ thức XVI đành phải than thở với số phận, bởi vì ông ta bị thần dân của mình đặt cho cái biệt danh nhạo báng là "Cái mũi đồng cũ rích".

Nguyên do của cái vinh dự "cao cả" ấy như sau. Dưới thời Henry VIII, việc chi tiêu trong cung đình rất tốn kém, nhiều tiền của phải cung phụng cho một số hoàng hậu kế tiếp nhau (ông ta có đến nửa tá vợ chính thức), rồi các cuộc chiến tranh với Pháp và Xcotlen cũng đòi hỏi những khoản chi tiêu rất lớn. Tất cả những điều đó đã làm cho ngân quỹ của nhà vua trở nên thiếu hụt nghiêm trọng. Ông vua hám sắc và hiếu chiến này đã tìm được một phương kế "độc đáo" để thoát khỏi tình thế nguy ngập: Theo chỉ thị bí mật của nhà vua, người ta bắt đầu dập những đồng tiền bạc bằng.. đồng, rồi chỉ mạ một lớp bạc rất mỏng ở bên ngoài. Nhưng thật là rủi ro, tất cả những đồng tiền đã từng lưu hành trong nhiều năm đều bị mòn dần. Những đồng Shilling mà chính vua Henry VIII đã in mặt mình lên đó cũng đành phải cam chịu số phận ấy. Vì cái mũi là chi tiết lồi ra nhiều nhất của bộ mặt nhà vua trên đồng tiền nên nó bị mòn nhiều hơn cả. Bạc ở chóp mũi bị mòn hết làm cho đồng lộ ra một cách trơ trẽn. Bởi vậy, ngay khi Henry VIII còn sống, dân chúng đã gọi ông là "Cái mũi đồng cũ rích". Cho đến nay, cái tên nhạo báng ấy vẫn còn lưu truyền trong những người sưu tập tiền cổ.

Giữa thế kỷ XVII, ở Thụy Điển người ta đã đúc những đồng tiền rất khác thường: Chúng là những tấm đồng hình chữ nhật dày cộp, nặng gần 20 kilôgam. Thứ tiền lẻ này mới đến tay các nhà bác học chưa lâu lắm, khi những người thợ lặn tìm thấy vài đồng tiền như thế trong xác một chiếc tàu thời trung cổ nằm dưới đáy biển Bantic.

Ở nước Nga cũng đã từng phát hành những đồng tiền tương tự, nhưng thực ra thì kích thước nhỏ hơn. Năm 1725 đã phát hành những đồng tiền rúp bằng đồng có dạng tấm mỏng hình vuông, nặng 1, 6 kilôgam. Cùng với đồng rúp còn có những đồng tiền hình vuông nhỏ hơn: Nửa rúp, một phần tư rúp, mười côpech, năm côpech và một côpech. Tiêu pha bằng những đồng tiền hình vuông nặng trình trịch này quả là rất bất tiện, nên người ta phải đình chỉ phát hành chúng. Ngày nay, những đồng tiền có một không hai ấy đối với các nhà sưu tập tiền cổ được đánh giá ngang với trọng lượng vàng.

Đôi khi, tuy có vẻ nghịch lý, những đồng tiền bằng đồng lại đắt hơn những đồng tiền bằng vàng rất nhiều lần. Có một lần ở London, một đồng tiền nhỏ đã được bán đấu giá với giá một penny (tức là một phần trăm của đồng bảng Anh). Nhưng những người có mặt tại đó thì biết rằng, cái khoanh kim loại xám xịt kia hoàn toàn "không đáng giá một xu". Năm 1933, xưởng đúc tiền ở Anh đã đúc cả thảy sáu đồng tiền như vậy, mà năm trong số đó được giữ lại ở ngân khố quốc gia nước Anh, còn đồng thứ sáu thì hồi bấy giờ được cất giữ trong một bộ sưu tập tư nhân. Người chủ mới của đồng tiền cũ kia đã đưa nó ra bán đấu giá với món tiền gọn lỏn là 2600 bảng Anh, nghĩa là cao gấp nửa triệu lần giá trị danh nghĩa của đồng tiền cũ.

Trong thiên nhiên có nhiều khoáng vật chứa đồng. Đẹp nhất trong số đó là malachit. Lòng đất xứ Uran cằn cỗi tàng trữ những thân quặng lớn của thứ đá xanh lục kỳ diệu này với những đường vân không gì bắt chước nổi. Năm 1835, người ta đã tìm thấy ở đây một tảng nặng 250 tấn. Bàn tay vàng của những người thợ chạm đá Uran đá biến malachit thành những sản phẩm có vẻ đẹp kỳ diệu: Những cái hộp, lọ hoa, bàn ghế, cột trụ. Trong gian malachit của bảo tàng Ermitagiơ ở Lêningrat có bày những lọ hoa làm bằng thứ đá quý này.

Ở Zambia và Zair (châu Phi) có những mỏ quặng đồng giàu có. Lịch sử khám phá ra chúng thật thú vị. Hồi đầu thế kỷ này, khi đi săn linh dương ngựa sừng kiếm, một người dân địa phương đã bắn bị thương một con, rồi đuổi theo nó cho đến khi nó ngã gục trên một mỏm đá. Đi đến tảng đá, người thợ săn thấy trên đá có những đường vân màu ngọc bích. Anh ta liền mang một cục đá này về cho các nhà địa chất. Và các nhà địa chất đã xác định được rằng, thiên nhiên đã cất giấu ở đây những kho đồng không nhỏ của mình. Vùng đất có loại đá này liền được gọi là "vành đai chứa đồng", còn mỏ đồng ở Zambia, nơi tìm thấy đồng lần đầu tiên, từ đó mang tên là Roan Antelope (nghĩa là "linh dương ngựa").

Để tôn vinh đồng, trong đại sảnh của sân bay quốc tế ở thủ đô Luxaca của Zambia, người ta dựng lên một đài kỷ niệm - đó là một khối quặng đồng màu lục nhạt, nặng nhiều tấn. Tấm "danh thiếp" của quốc gia châu Phi non trẻ này là như thế. Còn mái vòm bốn mặt của một tòa nhà lớn ở thủ đô - nơi đặt trụ sở của quốc hội Zambia, thì được ốp bằng những tấm đồng rất lớn, tượng trưng cho tài nguyên thiên nhiên giàu có - nền tảng kinh tế của nước này.

Một điều rất lý thú là chính trong các hầm lò của mỏ đồng ở Zambia, các nhà bác học đã phát hiện được dấu vết cổ sơ nhất của sự sống trên trái đất: Trong các tầng đá có tuổi một tỷ năm vẫn còn thấy những "hành lang" nhỏ li ti do các sinh vật đa bào đục ra; những sinh vật này so với các đại biểu "có tuổi" nhất của hệ động vật trên trái đất mà khoa học đã biết thì còn cao tuổi hơn đến 300 triệu năm. Khác với Zambia, nơi mà công nghiệp khai thác đồng chỉ mới xuất hiện ở thế kỷ chúng ta, trên lãnh thổ Thụy Điển, các mỏ đồng đã được khai thác ngay từ thời mà người viking (những người Bắc Âu từng tổ chức những cuộc hành quân ăn cướp ở các vùng ven biển Châu Âu từ thế kỷ VIII đến giữa thế kỷ IX (N. D)) còn hoành hành, tức là khoảng một ngàn năm trước đây. Tại nhà bảo tàng của thành phố Falun - nơi đã từng nổi tiếng một thời về nghề khai thác đồng, khách tham quan bỗng chú ý đến một hiện vật khá kỳ lạ: Một cái mũ rất to bằng đồng. Từ thời xưa, một người thợ làm mũ có lẽ rất sành nghề quảng cáo đã từng hành nghề ở đây. Hẳn là ông ta đã thuê những người thợ đúc đồng làm cho một cái mũ hình trụ cao một mét và đề lên đó mấy chữ "Làm mũ trong cung đình" rồi trưng bày cho mọi người xem để lôi cuốn khách hàng. Hiện nay, chiếc mũ độc đáo này, cũ đến nỗi bị cào xước, lộ cả ánh đồng đỏ quạch ra, đã chiếm một vị trí danh dự giữa các đồ vật trong bảo tàng này.

Tại một nước khác ở Bắc Âu - nước Phần Lan, cũng có đồng. Một trong những mỏ mới được tìm thấy ở đây đã mang tên kẻ khám phá ra nó - chó becgie Laria đã được huấn luyện nghề địa chất. Đúng như mọi người mong đợi, đối với thông báo về giải thưởng bằng tiền để thưởng cho người có công phát hiện ra mỏ, con chó đã tỏ ra rất biết kiềm chế, bởi vì, một chuỗi xúc xích đeo vào cổ đã mang lại cho nó niềm vui thực sự.

Trong thời gian gần đây, liên minh giữa các nhà địa chất học và thực vật học ngày càng trở nên bền chặt, tạo nên cái gọi là địa thực vật học chỉ thị. P. P. Bajop - người vẫn thường ca ngợi những kho báu bằng đá của xứ Uran trong truyện ngắn của mình, đã viết về những thứ hoa và cỏ thần kỳ biết phát hiện cho con người những kho vàng, sắt, đồng. Vì có rễ cắm sâu vào đất đá nên nhiều loại cây cỏ đã hút được dung dịch chất khoáng từ lòng đất, chẳng khác gì những cái bơm hút. Nếu như gần cây có quặng của một kim loại nào đó thì hàm lượng kim loại ấy trong rễ, cành, lá sẽ cao hơn hẳn mức bình thường.

Mỗi loại cây ưa thích một món ăn ngon của mình: Cây ngô và cây kim ngân không hờ hững với vàng, hoa violet ưa chuộng kẽm, mangan hợp khẩu vị của ngải cứu, cây thông thích berili. Hàm lượng cao của một nguyên tố nào đó trong thực vật là dấu hiệu cho các cuộc tìm kiếm địa chất và thường dẫn đến sự phát hiện ra các mỏ. Chẳng hạn, nhờ các "bạn hữu màu xanh" mà người ta đã tìm được những mỏ quặng đồng ở Uzbekixtan và ở Antai.

Một nhà thơ có nói: "Đứng ở xa thì thấy được cái to lớn hơn". Có lẽ các nhà địa chất hoàn toàn đồng ý với nhà thơ này. Ở thời đại chúng ta, họ đang sử dụng phương pháp chụp ảnh từ vũ trụ để nghiên cứu trái đất được kỹ hơn. Một máy chụp ảnh được đặt trên vệ tinh nhân tạo hoặc trên trạm nghiên cứu khoa học trên quỹ đạo để xem xét kỹ lưỡng bề mặt của trái đất bằng "con mắt chụp ảnh", còn một máy tính điện tử mà bộ nhớ của nó đã ghi những "cảnh quan" địa chất điển hình cùng làm việc với máy chụp ảnh sẽ làm cho chúng ta biết phải đặc biệt chú ý đến cái gì. Giải mã các bức ảnh thật kỹ lưỡng, còn trên thực địa thì kiểm tra lại những nơi mà các nhà địa chất thấy cần lưu ý, bằng cách đó, chúng ta sẽ thu được những kết quả tốt đẹp. Chẳng hạn, địa chất học vũ trụ đã giúp phát hiện những mỏ quặng đồng ở Pakixtan mà trước đây chưa ai biết.

Mỗi năm, hàng triệu tấn quặng đồng được vận chuyển từ các nơi khai thác đến các xí nghiệp luyện kim theo các tuyến đường sắt và đường ô tô, trên các sông, hồ, biển và đại dương. Và cũng thật kỳ lạ, những kiện hàng hoàn toàn vô hại này đôi khi lại là căn nguyên của một mối nguy hiểm lớn. Chẳng hạn, cách đây chưa lâu lắm, quặng đồng đã là.. thủ phạm của một tai nạn giáng lên con tàu chở hàng "Anatina" của Na Uy. Các khoang của chiếc tàu thủy đang chạy về phía bờ biển Nhật Bản đều chất đầy tinh quặng đồng. Bỗng nhiên, còi báo động rú lên: Tàu đã bị thủng. Thì ra những kiện hàng mà tàu đang chở đã chơi một trò đùa ma quái với các thủy thủ: Đồng trong tinh quặng cùng với vỏ thép của

Tàu "Anatina" đã tạo thành một bộ pin mà hơi nước biển là chất điện phân. Dòng điện sinh ra đã gặm mòn lớp vỏ bọc tàu đến nỗi nhiều chỗ bị thủng, khiến cho nước biển tràn vào khoang tàu.

Còn một lĩnh vực hoạt động nữa của đồng, tuy không phải với tư cách là một kim loại nhưng cũng rất đáng quan tâm. Đồng thuộc cái gọi là "nguyên tố sinh học" rất cần thiết cho sự phát triển bình thường của thực vật và động vật. Nó chịu trách nhiệm thúc đẩy các quá trình hóa học diễn ra bên trong các tế bào. Nếu không có hoặc thiếu đồng trong các mô thực vật thì hàm lượng chất diệp lục sẽ giảm, lá cây bị vàng úa, cây sẽ không ra quả và có thể chết. Không phải ngẫu nhiên mà đồng sunfat được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp.

Trong số các đại biểu của giới động vật thì các loài bạch tuộc, mực, sò hến và một số loài thân mềm chứa nhiều đồng hơn cả. Trong máu của các loài tôm cua và các loài chân đầu, đồng tham gia vào việc tạo thành sắc tố hô hấp hemocyanin, cũng giống như vai trò của sắt trong máu của các động vật khác. Khi kết hợp với oxi của không khí, hemocyanin có màu xanh (vì vậy mà ốc sên có "máu xanh"), còn khi nhả oxi cho các mô thì nó trở nên không màu. Ở những động vật đứng ở bậc thang phát triển cao hơn và ở người, đồng chủ yếu nằm trong gan. Nếu không đủ lượng đồng trong thức ăn, con người sẽ mắc bệnh thiếu máu và xuất hiện chứng suy nhược.

Có lẽ chính vì thế nên nhiều dân tộc gán cho đồng những tính chất chữa bệnh. Chẳng hạn, người Nepan coi đồng là một kim loại linh thiêng giúp cho việc tập trung tư tưởng, bổ ích cho sự tiêu hóa và chữa được các chứng bệnh đường ruột và dạ dày (người bệnh được uống nước trong một cái cốc đựng vài đồng tiền đồng). Một trong những ngôi chùa to nhất và đẹp nhất Nepan có tên là "Chùa đồng".

Nếu như cá chép không thờ ơ với đồng thì những cư dân to xác hơn của thủy phủ, như bọn cá mập, lại không thể chịu đựng được nguyên tố này, hay nói chính xác hơn, chúng rất kỵ một hợp chất của đồng với lưu huỳnh - đó là đồng sunfat. Nhiều thí nghiệm để kiểm tra thứ thuốc chống cá mập này đã được tiến hành ở Mỹ hồi đầu chiến tranh thế giới thứ hai. Khi đó, nhiều tàu thủy bị đắm vì bom đạn và thủy lôi nên rất cần những phương tiện chống cá mập một cách hữu hiệu. Nhiều nhà bác học và thợ săn cá mập đã tham gia vào việc giải quyết vấn đề này. Nhân đây xin nói thêm, cả văn hào Ernest Hemingwây cũng không đứng ngoài cuộc: Ông đã chỉ rõ từng nơi mà ông đã nhiều lần săn đuổi loài cá dữ tợn này. Thành công của các cuộc thí nghiệm đã vượt quá sự mong đợi: Cá mập tham vớ những miếng mồi không có đồng sunfat và tránh xa những miếng mồi tẩm chất này ngoài một dặm.

Thực ra, các chuyên gia Australia lúc đầu đã nghi ngờ thứ "thuốc chống cá mập" này. Họ mỉa mai: "Đối với cá mập ở xứ chúng tôi (cá mập ở Australia được coi là dữ tợn nhất), cái đó chẳng khác gì thuốc đau đầu. Nó chỉ là thứ gia vị hơi cay thêm vào món thịt rán". Nhưng khi thuốc này được thử nghiệm tại vịnh Cá mập nổi tiếng bên bờ biển phía tây Australia thì ngay cả những kẻ hoài nghi quá quắt cũng buộc phải công nhận hiệu quả của nó.

Còn có một phương pháp khai thác đồng liên quan với các quá trình sinh học. Ngay từ hồi đầu thế kỷ của chúng ta, các mỏ đồng ở bang Iut (nước Mỹ) đã ngừng hoạt động, vì những người chủ mỏ tin chắc là trữ lượng quặng đồng đã cạn kiệt, nên họ đã tháo nước vào cho ngập cả khu mỏ. Hai năm sau, người ta bơm nước ra và đã thu được 12 ngàn tấn đồng. Một trường hợp tương tự như vậy đã xảy ra ở Mêxico: Chỉ sau một năm, người ta đã múc được 10 ngàn tấn đồng từ một mỏ đã bỏ hoang không ai ngó tới.

Vậy thì đồng này lấy từ đâu ra? Các nhà bác học đã tìm được lời giải đáp. Trong vô số các loại vi khuẩn, có những loại mà các hợp chất sunfua của một số kim loại là "thức ăn ngon" được chúng rất ưa thích. Bởi vì trong thiên nhiên, đồng thường có liên quan với lưu huỳnh nên các vi khuẩn này không hờ hững đối với quặng đồng. Khi oxi hóa các loại đồng sunfua không hoàn tan trong nước, các vi khuẩn biến chúng thành những hợp chất dễ hòa tan, thêm vào đó, quá trình này diễn ra rất nhanh. Chẳng hạn, trong trường hợp oxi hóa thông thường thì sau 24 ngày, chỉ 5 % đồng được tách ra khỏi chancopirit (một khoáng vật chứa đồng), nhưng trong những thí nghiệm có sự tham gia của vi khuẩn, chỉ sau bốn

Ngày đã lấy được 80% đồng. Như chúng ta thấy đấy, việc so sánh các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật hoàn toàn cho thấy rõ tính ưu việt của những "người lao động tế vi". Phải nói thêm rằng, trong trường hợp vừa kể, người ta đã tạo được những điều kiện coi như lý tưởng cho vi khuẩn làm việc: Nhiệt độ của môi trường thay đổi từ 30 đến 35 độ C, khoáng vật được nghiền nhỏ và được khuấy trộn thường xuyên trong dung dịch. Song cũng có khá nhiều số liệu thực nghiệm chứng tỏ tính dễ dãi của vi khuẩn: Chúng sắn sàng làm cái việc mà chúng ưa thích ngay cả trong những điều kiện khắc nghiệt ở phương bắc, như ở bán đảo Kola chẳng hạn.

Sự tham gia của vi khuẩn rất có lợi đối với giai đoạn kết thúc việc khai thác ở các mỏ, vì thông thường, tại những nơi đã khai thác xong vẫn còn lại từ 5 đến 20% quặng. Nhưng việc khai thác phần quặng còn lại này không có hiệu quả kinh tế và đôi khi hoàn toàn không thể khai thác được. Vậy mà vi khuẩn thì không ngại mò đến mọi ngõ ngách của "nghĩa địa đồng" để thu dọn hết các hạt quặng đồng còn lại.

Cũng có thể sử dụng vi sinh vật để xử lý các bãi thải. Tại mỏ Cananea ở Mexico, nơi mà đồng được khai thác từ hơn một trăm năm nay, gần các giếng mỏ đã mọc lên những bãi thải rất lớn, đến hàng chục triệu tấn. Mặc dù hàm lượng đồng trong đó hoàn toàn không đáng kể, song người ta vẫn thử tưới chúng bằng nước giếng mỏ; nước này sau đó chảy vào các bể chứa ngầm. Cứ từ mỗi lít nước này, có thể lấy ra 3 gam đồng. Vậy là chỉ vẻn vẹn sau 1 tháng, từ chỗ "không có gì" đã khai thác được 650 tấn đồng.

Ở Liên Xô, vi khuẩn cũng được tính vào "biên chế" của một số xí nghiệp mỏ. Thiết bị thí nghiệm đầu tiên về ngâm chiết quặng đồng bằng vi khuẩn đã bắt đầu hoạt động ngay từ năm 1964 tại mỏ Đectiaxcơ - một trong những mỏ đồng lớn nhất xứ Uran. Tại đây, gần các mỏ lộ thiên đã khai thác xong và trong các bãi thải của nhà máy tuyển khoáng, qua nhiều năm đã hình thành một "mỏ" quặng đồng mới, mặc dù là nghèo đồng. Các vi sinh vật được giao quyền khai thác tại đây. Chẳng phải phàn nàn gì về lòng nhiệt tình lao động của chúng: Nhiều tấn kim loại quý giá này đã được lấy ra. Hiện nay, tại Đectiaxcơ đã lắp đặt xong thiết bị khai thác bằng vi khuẩn theo quy mô công nghiệp. Tại các xí nghiệp khác ở Uran và Cazăcxtan, người ta cũng "làm thủ tục" hàng loạt cho vi khuẩn ra làm việc.

Các cuộc khảo nghiệm tiến hành tại viện vi sinh học thuộc viện hàn lâm khoa học Liên Xô đã chứng tỏ rằng, khẩu vị của các vi khuẩn công nghiệp khá đa dạng: Ngoài đồng, chúng còn có thể lấy ra được sắt, kẽm, niken, coban, titan, nhôm và nhiều nguyên tố khác từ lòng đất, trong đó có những nguyên tố rất quý giá như urani, vàng, gecmani, reni. Các nhà khoa học của viện này đã chứng minh khả năng khai thác các kim loại hiếm như gali, inđi, tali nhờ phương pháp ngâm chiết bằng vi khuẩn.

Các quá trình luyện kim sinh học rất có triển vọng. Hiện nay, ngâm chiết dưới đất là phương pháp rẻ nhất dễ thu được đồng, vì con người không cần phải chui xuống hầm lò, không cần đến các nhà máy để nung và tuyển quặng đồng. Hàng tỷ "nhà luyện kim" bé li ti tựa như những chú quỷ lùn giữ của trong các truyện cổ tích đang ngày đêm làm việc không biết mệt mỏi, tự giác thực hiện toàn bộ công việc phức tạp này để giúp con người thu được thứ kim loại cần thiết.

Lẽ nào ý định cử những "công nhân" này đến làm việc ở những tầng đất sâu khó với tới, nơi tàng trữ vô số các loại quặng quý giá, lại không hấp dẫn hay sao? Chính vì cần khai thác của cải ấy mà những người khai mỏ có khi phải tụt sâu xuống lòng đất đến hàng trăm mét, thậm chí có nơi đến 1500 mét như ở mỏ Taimưr thuộc Tannac nằm ngoài vòng bắc cực. Chúng ta thử hình dung một xí nghiệp luyện kim vi sinh học trong tương lai. Những cái ống dài chọc sâu xuống đất, dung dịch sinh học cần thiết được bơm theo các ống đó đến tận chỗ có quặng. Thấm vào quặng, dung dịch này sẽ hấp thụ những kim loại nhất định, và khi được đẩy lên mặt đất thì mang của quý lên theo. Đến đây chỉ còn phải lấy ra khỏi dung dịch rồi đúc thành thỏi, làm thành các đồ dùng hoặc biến thành những sản phẩm nào đó.

Nhà bác học Xô - viết nổi tiếng, viện sĩ A. A. Imsenetxki đã viết: "Các vi sinh vật đóng vai trò rất to lớn trong vòng tuần hoàn của các chất trong thiên nhiên. Hiện nay, những tư tưởng về địa vi sinh học do V. I. Vernatxki phát triển lúc sinh thời đang được áp dụng trong thực tế. Chúng ta biết rằng, vi khuẩn là lực lượng chủ công tạo nên khoáng sản kim loại. Chính Piôt đệ nhất đã ra lệnh khai thác thứ quặng mang tiếng" nghèo nàn "từ đáy các hồ ở miền bắc nước Nga để sản xuất đại bác. Chính thứ quặng này do.. các vi khuẩn tạo nên. Trong tương lai không xa, vi khuẩn sẽ bắt đầu được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp với tư cách là những" người sản xuất tích cực "các kim loại quý. Cách đây chừng hai chục năm, điều đó có vẻ như là chuyện hoang tưởng, vậy mà ngày nay con người đã biết điều khiển và thúc đẩy sự hoạt động của các" nhà luyện kim "không nhìn thấy này. Giờ đây, ở nhiều nơi trên địa cầu, người ta đã thu được urani, đồng, gecmani và nhiều kim loại khác với quy mô công nghiệp bằng cách bơm nước bão hòa vi sinh vật vào các giếng mỏ bỏ hoang (do đã cạn kiệt). Không nghi ngờ gì nữa, việc sử dụng vi khuẩn trong thủy luyện kim sẽ làm cho ngành này trở thành một trong những ngành công nghiệp chủ đạo ở cuối thế kỷ của chúng ta. Việc nuôi cấy các vi khuẩn có khả năng oxi hóa các hợp chất của lưu huỳnh và của các nguyên tố khác là một trong những phương thức luyện kim rẻ tiền và hoàn hảo nhất, hơn nữa, nền sản xuất đó lại dễ tự động hóa hoàn toàn".

* * * Thời đại đồ đồng đã đi vào quá khứ của lịch sử từ lâu, nhưng con người vẫn không từ giã đồng - người bạn cũ rất trung thành của mình.

"Còn nữa"

 

"Tấm vải phủ" của thép

Zn

Bấm để xem

Hồi đầu những năm 60, tại vùng ven triền núi bắc Capcazơ đã tiến hành những cuộc khai quật khảo cổ học ở làng cổ Mesôco. Từ xa xưa lắm, khoảng 2.500 năm trước công nguyên, đây là nơi sinh sống của các bộ lạc chăn nuôi súc vật; những bộ lạc này đã biết sử dụng công cụ lao động làm bằng đồng và đồng đỏ. Trong số nhiều đồ trang sức nhỏ làm bằng kim loại tìm thấy ở đây, có một vật nhỏ mầu nâu hơi điểm đôi chút xanh lục, hình ống nhỏ, han gỉ nặng, đã khiến mọi người phải chú ý đặc biệt. Có lẽ xưa kia nó là vật đeo ở cổ của một thiếu phụ "ăn diện". Thứ đồ trang sức nhỏ mọn này có gì mà hấp dẫn các nhà khảo cổ học và các nhà sử học hiện đại đến thế?

Phép phân tích bằng quang phổ đã cho biết rằng, trong vật liệu làm thứ đồ trang sức hình ống này, kẽm chiếm ưu thế rõ rệt. Phải chẳng thứ kim loại này đã từng biết đến từ ngót năm ngàn năm trước đây?

Từ xa xưa, con người đã làm quen với quặng kẽm: Ngay từ thời cổ đại, hơn ba ngàn năm về trước, nhiều dân tộc đã biết nấu luyện đồng thau là hợp kim của đồng với kẽm. Nhưng suốt một thời gian dài, các nhà hóa học và luyện kim không thể thu được kẽm ở dạng tinh khiết: Tách được thứ kim loại này ra khỏi oxit của nó đâu phải là việc dễ dàng. Để phá đứt sợi dây gắn bó giữa kẽm với oxi, phải có nhiệt độ cao hơn hẳn nhiệt độ sôi của kẽm, vì vậy, khi gặp không khí, hơi kẽm vừa sinh ra lại kết hợp với oxi để trở thành oxit.

Một thời gian dài, người ta không phá nổi cái vòng khép kín luẩn quẩn ấy. Thế rồi đến khoảng thế kỷ thứ V trước công nguyên, những người thợ Ấn Độ và Trung Hoa đã biết ngưng tụ hơi kẽm trong các bình bằng đất sét kín mít mà không khí không lọt vào được. Bằng cách đó, họ đã thu được một thứ kim loại màu trắng phơn phớt xanh. Sau đó vài trăm năm, một số nước ở châu Âu cũng nắm được kỹ thuật luyện kẽm. Chẳng hạn, ở Tranxinvania thuộc lãnh thổ Rumani ngày nay (hồi đầu công nguyên, đây là tỉnh Đakia của đế chế La Mã) đã tìm thấy một tượng thờ được đúc bằng hợp kim chứa nhiều kẽm (hơn 85%). Nhưng về sau, bí quyết của việc điều chế kim loại này đã bị thất truyền. Cho đến giữa thế kỷ XVII, kẽm vẫn được đưa từ các nước phương Đông đến châu Âu và được coi là món hàng khan hiếm.

Chính vì thế mà hiện vật tìm được ở Mesôco đã làm cho các nhà khảo cổ học phải kinh ngạc và quan tâm đến như vậy. Qua phân tích một lần nữa, các vạch quang phổ vẫn khẳng định rằng, vật này chỉ gồm kẽm và một ít tạp chất là đồng mà thôi. Có thể, vật trang sức bằng kẽm này có nguồn gốc muộn hơn và ngẫu nhiên lọt vào đám đồ vật thật sự rất cổ chăng? Song giả thuyết này trên thực tế đã bị bác bỏ, vì sau khi xem xét lại thật chính xác các điều kiện khai quật thì thấy rằng, vật trang sức bằng kẽm này được tìm thấy ở độ sâu tương ứng với thiên niên kỷ thứ ba trước công nguyên; nơi đây, những đồ vật "trẻ hơn" chưa chắc đã rơi vào được. Không loại trừ khả năng vật trang sức tìm thấy ở Mesôco là đồ vật cổ nhất trong tất cả các sản phẩm bằng kẽm mà chúng ta biết hiện nay.

Thời trung cổ đã để lại cho chúng ta khá nhiều tư liệu nói về kẽm. Một số tài liệu của Ấn Độ và Trung Hoa thuộc thế kỷ thứ VII và thứ VIII đã đề cập đến vấn đề nấu luyện thứ kim loại này. Nhà du lịch nổi tiếng quê ở Venezia (nước Italia) tên là Marco Pôlo từng đến thăm Ba Tư hồi cuối thế kỷ XIII đã kể lại trong quyển sách của mình về cách luyện kẽm của những người thợ Ba Tư. Ấy thế mà mãi đến thế kỷ XVI, kim loại này mới bắt đầu được gọi là "kẽm" sau khi thuật ngữ này xuất hiện trong tác phẩm của Paratxen - nhà bác học nổi tiếng thời kỳ phục hưng. Trước đó, kim loại này chẳng có tên gọi hẳn hoi: Bạc giả, spenter, tucia, spauter, thiếc Ấn Độ, conterfei. Tên La tinh mà nó đã mang ( "zincum") có nghĩa là "sắc trắng" (theo một ức thuyết khác thì tên gọi này lấy gốc ở từ Đức cổ "zinco", nghĩa là "vảy cá ở mắt").

Năm 1721, nhà hóa học kiêm nhà luyện kim người Đức tên là Johann Fridrich Henkel (trong thời gian du học ở Freiberg, chàng Lơmanôxop trẻ tuổi đã học ông thầy này) đã tách được kẽm từ khoáng vật ganmei. Henkel đã "đốt" ganmei và từ đám "tro" mới sinh ra, ông thu được kẽm kim loại sáng lấp lánh mà trong các tác phẩm của mình, ông đã ví nó với chim phượng hoàng hồi sinh từ đống tro tàn. Nhà máy luyện kẽm đầu tiên ở châu Âu đã đã được xây dựng năm 1743 tại thành phố Brixtôn (nước Anh), tức là bốn năm sau khi Jôn Champion nhận được bằng phát mình về phương pháp chưng cất để điều chế kẽm từ các quặng kẽm oxit. Về nguyên tắc, công nghệ ở Brixtôn không khác gì mấy so với công nghệ mà các nhà luyện kim vô danh thời xưa đã sử dụng, nhưng vì họ không còn sống để đăng ký phương pháp này nên cành nguyệt quế dành cho người phát minh ra quy trình công nghệ sản xuất kẽm đã rơi vào tay "Nhà vô địch" (Champion có nghĩa là "nhà vô địch"). Gần hai mươi năm sau đó, Champion tiếp tục kiên trì "tập luyện" trong lĩnh vực nấu luyện kẽm và đã hoàn thiện được một quy trình nữa, trong đó, nguyên liệu không phải là quặng oxit mà là quặng sunfua.

Nếu như nhà máy ở Brixtôn mỗi năm làm ra 200 tấn kẽm, thì nay nay, sản lượng kim loại này trên thế giới đã lên đến hàng triệu tấn. Về quy mô sản xuất thì kẽm chiếm vị trí thứ ba trong số các kim loại màu, chỉ thua các bậc đàn anh từng được thừa nhận trong ngành kim loại màu là nhôm và đồng. Nhưng kẽm có một ưu điểm không thể chối cãi: So với đã số các kim loại công nghiệp, giá thành của nó thấp vì nó dễ điều chế (trên thị trường thế giới, chỉ có sắt và chì rẻ hơn kẽm). Bên cạnh phương pháp chưng cất cổ xưa, các nhà máy luyện kẽm ngày nay đang sử dụng rộng rãi phương pháp điện phân, trong đó, kẽm lắng đọng lại trên các catôt bằng nhôm và sau đấy được nấu lại trong lò cảm ứng.

Một điều thú vị là nhà phát minh người Anh rất có tên tuổi Henry Bessemer từng nổi tiếng về việc phát minh ra lò chuyên để luyện thép, cũng đã thiết kế một cái lò dùng năng lượng mặt trời, trong đó có thể nấu được kẽm hoặc đồng. Tuy nhiên, lò này chưa hoàn hảo về mặt kỹ thuật, vả lại, những điều kiện thiên nhiên của xứ sở mù sương này không thuận lợi cho việc sử dụng nó trong thực tế.

Như người ta vẫn nói, kẽm đã đi vào cuộc sống lao động của mình từ rất lâu trước khi ra đời: Các nhà luyện kim thời cổ xưa đã ném những cục đá màu xám chứa các hợp chất của kẽm vào lửa cùng với than, quặng đồng và đã thu được đồng thau - một hợp kim tuyệt diệu có độ bền và dẻo cao, chịu đựng được sự ăn mòn và có màu sắc đẹp, hay nói cho đúng hơn là có khoảng biến đổi màu sắc tùy thuộc vào hàm lượng kẽm và các thành phần khác. Không như đồng đỏ thông thường, ở nước Nga ngày xưa người ta gọi đồng thau là đồng vàng: Khi tăng hàm lượng kẽm, màu sắc của hợp kim thay đổi từ đỏ nhạt đến vàng tươi. Nếu pha thêm một ít nhôm thì đồng thau có màu tươi mát, hơi giống vàng và hiện nay được dùng làm huy hiệu và đồ mỹ nghệ. Từ xưa, Aristote đã mô tả thứ đồng này là thứ đồng "chỉ khác vàng ở mùi vị mà thôi". Rõ ràng, thứ "đồng giống như vàng" ấy chẳng phải là cái gì khác mà là đồng thau đấy thôi.

Một thời gian dài người ta cho rằng, tượng kỷ niệm Minin và Pogiacxki được dựng hồi đầu thế kỷ trước trên Quảng trường Đỏ ở Maxcơva là bằng đồng đỏ. Nhưng công tác phục chế gần đây đã đính chính điều đó: Hóa ra không phải là đồng đỏ mà chính là đồng thau đã được dùng cho tác phẩm kỳ diệu của nhà điêu khắc I. P. Martôt.

Ở Ấn Độ có làng Bidar nổi tiếng bởi những thứ đồ trang trí mà các nghệ nhân địa phương làm ra từ hợp kim của đồng, kẽm và thiếc. Các đồ mỹ nghệ như bình đựng nước, đĩa, tượng nhỏ được tráng một dung dịch đặc biệt để cho kim loại trở thành đen tuyền. Sau đấy, các họa sĩ khắc lên đấy những bông hoa hoặc những hình vẽ trang trí trông y như khảm bạc vậy. Các hình vẽ trang trí này không bao giờ bị mờ đi. Do vậy, các sản phẩm mỹ nghệ của Bidar rất nổi tiếng không những ở Ấn Độ, mà còn ở nhiều nước khác.

Thông thường, kẽm và đồng trong các hợp kim là đôi bạn đồng minh, chúng bổ sung và cải thiện tính chất cho nhau. Thế mà gần đây, chúng ở trong tình trạng "cạnh tranh lẫn nhau" và chính kẽm đã loại đồng ra khỏi hợp kim. Điều đó đã xảy ra ở Mỹ, nơi mà cho đến gần đây, đồng xen (đồng tiền nhỏ nhất của Mỹ) vẫn được dập từ hợp kim chứa 95% đồng và 5% kẽm. Cách đây mấy năm người ta quyết định thay đổi thành phần của hợp kim. Vẫn những nguyên tố ấy có mặt trong hợp kim, nhưng với tỷ lệ hoàn toàn khác hẳn: 97, 6% kẽm và vẻn vạn chỉ có 2, 4 % đồng. Sở dĩ có sự "thay bậc đổi ngôi" như vậy là vì kẽm rẻ hơn đồng rất nhiều, do đó, đề nghị hợp lý hóa của các nhà tài chính đã hứa hẹn một

Món lợi không nhỏ cho ngân khố.

Khá nhiều hợp kim của kẽm đã được biết đến (pha thêm nhôm, đồng, magie, với lượng không đáng kể), mà đặc điểm nổi bật của chúng là rất dễ đúc và có nhiệt độ nóng chảy thấp. Từ các hợp kim này, người ta đúc được những chi tiết phức tạp có thành mỏng và những sản phẩm chính xác khác, trong đó có những con chữ in cỡ nhỏ. Hồi giữa thế kỷ trước, theo thiết kế của nhà điêu khắc người Nga I. P. Vitali, người ta đã đúc và dựng ở phòng Gheorghiepxki trong cung lớn điện Cremli ở Maxcơva mười tám cây cột bằng kẽm có hoa văn trang trí và những bức tượng mang những vòng hoa nguyệt quế.

Một người ở Cộng hòa dân chủ Đức có một bộ sưu tập độc đáo về các vật đúc bằng kẽm. Mấy chục năm qua, ông đã dùng kẽm để tự tay đúc những hình người và động vật nhỏ, cao không quá 5 cm. Bộ sưu tập này gồm khoảng 1500 phối cảnh rất thú vị. Tuyệt diệu nhất trong số đó là phối cảnh nói về trận đánh ở gần Lepzich năm 1813, tại đó, đội quân của Napolêon chưa lại sức sau trận Borođinô đã bị thua thêm một trận lớn nữa khi đánh nhau với liên quân các nước Nga, Phổ, áo và Thụy Điển. Phối cảnh "trận đánh của các dân tộc" gồm khoảng một ngàn phần tử - đó là những người lính và ngựa, xe cộ, vũ khí.

Ở một chừng mực đáng kể, nhiệt độ nóng chảy không cao lắm của kẽm (khoảng 420 độ C) đã làm cho nhà sưu tập người Đức phải say mê. Nhiều tính chất của kim loại này phụ thuộc vào độ tinh khiết của nó. Thông thường, kẽm dễ tiêu hóa trong các axit, nhưng nếu độ tinh khiết đạt đến "năm con số chín" (99, 999%) thì chính các axit ấy không thể nào đụng chạm được đến kẽm ngay cả khi nung nóng. Đối với kẽm, độ tinh khiết không những bảo đảm cho nó trở nên "bất khả xâm phạm về hóa học", mà còn đem lại cho nó tính dẻo cao: Kẽm tinh khiết lại dễ kéo thành sợi hết sức mảnh. Còn kẽm thường dùng trong kỹ thuật thì biểu lộ tính cách khá bất thường: Nó chỉ cho phép cán thành dải, thành lá, thành tấm trong khoảng nhiệt độ nhất định - từ 100 đến 150 độ C, còn ở nhiệt độ bình thường và cao hơn 250 độ C cho đến điểm nóng chảy thì kim loại này rất giòn, có thể dễ dàng nghiền nát thành bột.

Trong các nguồn điện hóa học hiện nay, các tấm kẽm đóng "vai trò âm", tức là được dùng làm điện cực âm - nơi đây diễn ra quá trình oxi hóa kim loại. Lần đầu tiên, kẽm đã thử sức mình trong môi trường hoạt động này năm 1800, khi nhà bác học người Italia là Alexanđro Vonta chế tạo ra bộ pin của ông. Hai năm sau đó, nhờ một bộ pin rất lớn (so với thời bây giờ) gồm 4200 tấm đồng và kẽm mà nhà bác học Nga V. V. Petrôp đã lần đầu tiên tạo được hồ quang điện.

Năm 1838, nhà kỹ thuật điện người Nga là B. X. Iacobi đã chế tạo một chiếc thuyền gắn động cơ điện mà nguồn điện là một bộ pin. Thuyền này đã xuôi ngược dòng sông Nêva một thời gian, chở được 14 hành khách. Nhưng loại động cơ này tỏ ra không kinh tế, điều đó khiến nhà hóa học người Đức là Iuxtux Libic (Justus Liebig) có cơ sở để tuyên bố: "Cứ trực tiếp đốt than để thu nhiệt hoặc sinh công còn phần có lợi hơn nhiều so với chi phí than đó để khai thác kẽm, rồi sau đó sinh công trong các động cơ điện bằng cách đốt kẽm trong các bộ pin". Lúc bấy giờ, những ý đồ sử dụng sức kéo của các động cơ điện chạy bằng pin đã không thu được kết quả ở trên cạn. Nhà vật lý học nổi tiếng người Anh là Jamơ Jun (James Precotr Joule) hình như đã có lần nhận xét nửa đùa nửa thật rằng, chẳng thà nuôi ngựa vẫn còn rẻ hơn là phải thay kẽm trong các bộ pin.

Trong thời đại chúng ta, ý tưởng đó đã được sống lại: Hàng ngàn hàng vạn ô tô điện đang lướt nhanh trên các nẻo đường của nhiều nước, hơn nữa, khi chọn nguồn động lực, các nhà thiết kế thường ưu chuộng loại ăcquy kẽm - không khí. Bộ ăcquy này thay thế cho hàng chục con ngựa, nó cho phép ô tô chạy được hơn 100 kilômet mà không cần "cho ăn thêm", nghĩa là không phải nạp thêm điện. Những nguồn điện tí hon kiểu như vậy đang được sử dụng trong các máy nghe, trong các đồng hồ so giờ, trong khí cụ đo độ lộ sáng (của máy ảnh), trong các máy tính loại nhỏ. Trong bộ "pin vuông" của các đèn pin bỏ túi, dưới lớp vỏ giấy có ba ống kẽm: Khi cháy (tức là khi bị oxi hóa), kẽm sinh ra dòng điện để thắp sáng bóng đèn pin. Đối với các thiết bị lớn thì nguồn điện rất đáng tin cậy, đủ sức cung cấp điện cho hàng chục khí cụ cùng một lúc là những bộ ắcquy có điện cực bằng bạc và bằng kẽm. Chẳng hạn, một bộ ăcquy như vậy đã làm việc trên một vệ tinh nhận tạo của Liên Xô bay vòng quanh trái đất.

Cuộc khủng hoảng năng lượng diễn ra trong những năm gần đây đã buộc nhiều tổ chức cỡ lớn về khoa học và công nghiệp phải tìm kiếm các nguồn năng lượng mới. Song những "tay chơi" nghiệp dư cũng không chịu thua kém các nhà sáng chế chuyên nghiệp. Chẳng hạn, một người thợ đồng hồ ở thành phố Kiđerminxstơ nước Anh đã sử dụng.. quả chanh bình thường vào công việc này. Khi cắm vào quả chanh một thanh kẽm và một thanh đồng có dây dẫn ra ngoài, nhà phát minh này nhận được một nguồn điện độc đáo. Do phản ứng của axit limonic với đồng và kẽm, một dòng điện đã sinh ra, đủ cung cấp cho một động cơ tí hon làm quay tấm biển quảng cáo trong tủ trưng bày của hiệu đồng hồ trong vài tháng. Chẳng lẽ đây không phải là một phát minh hay sao? Tiếc thay, theo tính toán của các nhà chuyên môn, để cung cấp đủ điện cho một máy thu hình chẳng hạn, cần phải có một bộ pin làm từ vài triệu quả chanh.

Nhà sinh hóa học Menvin Canvin (Melvin Calvin) người Mỹ từng được giải thưởng Nôben đã đề nghị dùng một nguồn điện thực vật mạnh hơn. Ông đã hoàn chỉnh một bộ pin mặt trời, trong đó, kẽm oxit và chất diệp lục của thực vật cùng nhau tạo ra dòng điện. Từ bề mặt của một "vườn phát điện màu xanh" có kích thước bằng một căn phòng nhỏ, có thể "thu hoạch" được một nguồn điện có công suất 1 kilôoat.

Có lẽ trong tương lai không xa, mà có thể là ngay ở cuối thế kỷ này, chúng ta sẽ được chứng kiến những thành tựu mới của ngành năng lượng học mặt trời - thực vật, nhưng bây giờ thì hãy trở lại thế kỷ trước để tìm hiểu ba sự kiện quan trọng có liên quan trực tiếp với kẽm.

Sự kiện thứ nhất xảy ra năm 1850: Một người Pháp tên là Ghilo (Gillot) đã đề nghị một phương pháp độc đáo để làm bản in kẽm. Hình được vẽ bằng tay lên một tấm kẽm bằng một thứ mực chống axit, sau đấy dùng axit nitric để rửa bề mặt tấm kẽm. Khi đó, những chỗ có mực thì vẫn nguyên vẹn, không bị hư hại gì, còn những chỗ không có mực thì axit sẽ "ăn" kẽm, tạo thành những vết lõm. Hình vẽ sẽ trở thành hình nổi và khi in lên giấy thì sẽ nhận được hình ảnh cần thiết. Về sau, phương pháp này của Ghilo được hoàn thiện thêm và trở thành phương pháp làm bản kẽm ngày nay, nhờ nó mà các máy in trên toàn thế giới hàng ngày đang tái tạo lại vô số hình vẽ và tranh ảnh trong các sách báo và tạp chí.

Năm 1887, nhà bác học nổi tiếng người Đức là Heinrich Rudolph Hertz đã phát hiện ra hiện tượng hiệu ứng quang điện: Dưới tác động của ánh sáng, một chất nào đó sẽ phát ra các điện tử. Một năm sau, nhà vật lý học người Nga là A. C. Xtoletôp đã nghiên cứu kỹ lưỡng hiệu ứng quang điện này. Tại phòng thí nghiệm của trường đại học tổng hợp Maxcơva, ông đã tiến hành một thí nghiệm tinh tế từng đi vào lịch sử của khoa học. Ông nối tấm kẽm với cực âm của một bộ pin và nối tấm lưới kim loại với một cực dương, rồi đặt đối diện với tấm kẽm, cách xa một khoảng nào đó. Tất nhiên, trong mạch điện hở này không có dòng điện đi qua và kim của điện kế vẫn chỉ số không. Khi nhà bác học chiếu một luồng ánh sáng chói lọi vào tấm kẽm thì kim của điện kế lập tức rời khỏi vị trí số không. Điều đó có nghĩa là đã xuất hiện dòng điện trong mạch. Xtoletôp tăng thêm nguồn sáng chiếu vào tấm kẽm và nhận thấy kim đồng hồ dịch đi xa hơn, điều đó chứng tỏ dòng điện tăng lên. Ngay sau khi ngắt nguồn chiếu sáng, dòng điện này biến mất và kim của điện kế trở về vị trí số không. Dụng cụ này thực tế đã là tế bào quang điện đầu tiên - một linh kiện mà kỹ thuật hiện đại không thể thiếu được.

Cũng trong năm mà Xtoletôp thực hiện thí nghiệm lịch sử của mình, tấm kẽm đã trở thành "người cùng tham gia" một phát minh thú vị: Kỹ sư Beclinơ (Berliner), người Đức, vốn làm việc ở Mỹ, đã chế tạo ra một khí cụ dùng để ghi và phát lại âm thanh, gọi là máy hát và ông đã đề nghị dùng đĩa làm bằng kẽm có phủ một lớp sáp mỏng để làm vật tải âm. Từ đĩa này có thể chuyển sang một bản sao băng kim loại, tức là làm khuôn để sản xuất hàng loạt đĩa hát. Chiếc đĩa hát đầu tiên trên thế giới do chính Beclinơ chế tạo hiện đang được lưu giữ tại viện bảo tàng quốc gia Hoa Kỳ ở thủ đô Oasinhtơn. Năm 1907, ở Pari, các đĩa ghi lại giọng hát của Enrico Caruzo, Franchexco Tamanho, Anđelina Patti và của các ca sĩ xuất sắc khác đã được trịnh trọng đặt vào trong các hộp kín có tráng kẽm để bảo quản lâu dài. Người ta dự định sẽ mở các hộp đó sau 100 năm. Tức là vào năm 2007.

Trong kỹ thuật hiện đại không chỉ sử dụng kẽm nguyên khối mà cả bụi kẽm nữa. Chẳng hạn, bụi kẽm giúp những người làm thuốc pháo nhuộm ngọn lửa thành màu xanh lam. Các nhà luyện kim dùng bụi kẽm để lấy vàng và bạc ra khỏi các dung dịch xianua. Ngay cả khi điều chế kẽm, nếu không có bị kẽm thì cũng không xong: Bụi kẽm được dùng để loại đồng và cađimi ra khỏi dung dịch kẽm sunfat trong phương pháp thủy luyện (phương pháp điện phân). Cầu cống và các kết cấu nhà công nghiệp bằng kim loại, các máy móc cơ lớn thường được phủ một lớp sơn màu xám để giữ cho kim loại khỏi bị ăn mòn: Trong thành phần của loại sơn đó cũng có bụi kẽm.

Nếu đã nhắc đến sự ăn mòn thì phải nói đến vai trò quan trọng nhất của kẽm: Gần một nửa sản lượng kẽm trên thế giới được dùng vào việc bảo vệ thép trước một kẻ thù hung ác nhất - đó là sự han gỉ mà hàng năm nuốt mất hàng chục triệu tấn sắt thép. Xô và chậu tráng kẽm, mái nhà và ống thoát nước tráng kẽm thì dùng được nhiều năm, trong khi đó, một tấm tôn không tráng kẽm thì chỉ cần qua một trận mưa nhỏ là đã có thể bị hoen gỉ.

Vậy do đâu mà chính kẽm được giao phó nhiệm vụ đầy khó khăn và vinh quang là bảo vệ "biên cương" của sắt thép? Thế mà nó hoàn toàn không được mang danh là "chiến sĩ kiên cường" chống lại các hóa chất xâm thực như crom, niken hoặc coban, vì sao? Thì ra lời giải đáp cho câu hỏi này cũng ẩn giấu ở chính điều này. Theo lối diễn đạt của một nhà hiền triết nào đó thì cũng giống như người phụ nữ, sở dĩ mạnh chính là vì sự yếu ớt của mình. Kẽm bảo vệ sắt một cách chắc chắn, giữ cho sắt không bị ăn mòn, bởi vì chính nó.. lại không đủ sức chống lại sự ăn mòn. Kẽm có tính hoạt động hóa học mạnh hơn sắt, nên khi xuất hiện nguy cơ bị oxi hóa thì kẽm liền đưa mình ra để chống đỡ: Nó hy sinh thân mình để cứu sắt khỏi sự hủy diệt. Không phải ngẫu nhiên mà đôi khi người ta gọi phương pháp bảo vệ như vậy là phương pháp "thí mạng".

Ngay cả khi trên lớp "áo giáp" bằng kẽm xuất hiện những vết xước thì sự ăn mòn cũng không thể thực hiện được ý đồ tạo gỉ của mình: Chừng nào trên bề mặt của chi tiết làm bằng thép còn lại dù chỉ là vài hạt kẽm nhỏ thôi thì sắt vẫn không bị phá hủy. Về điểm này, các lớp mạ bằng crom và niken tuy có sức chống ăn mòn cao, nhưng trong thực tế đôi khi lại tỏ ra không đáng tin cậy: Chúng chỉ có tác dụng tốt khi chưa xảy ra bất kỳ sự hư hỏng nào, còn một khi trên lớp mạ đó đã xuất hiện hiện cho dù chỉ là một lỗ thủng rất nhỏ, bằng dấu chấm thôi, cũng đủ để các tác nhân xâm thực có đường đột nhập vào sắt, làm cho sắt bắt đầu bị gỉ "ngay trước mắt" niken hoặc crom vốn là những kim loại "bất khả xâm phạm" về hóa học.

Nếu tính đến việc dùng kẽm để giữ cho thép không bị ăn mòn sẽ rẻ hơn rất nhiều so với dùng các thứ kim loại khác, thì thật dễ hiểu tại sao mà lớp mạ bằng kẽm lại đang đường đường chiếm vị trí số một - cả về quy mô lẫn tầm quan trọng - trong số tất cả mọi lớp mạ bằng kim loại.

Trong thời gian gần đây, lớp mạ bằng kẽm đã mở rộng phạm vi hoạt động bảo vệ của mình: Kẽm bắt đầu được tráng lên bề mặt các kết cấu kim loại chịu lượng tải nhiệt lớn. Chặng hạn, trước đây, các kết cấu của tổ hợp thiết bị khởi động dùng để phóng các con tàu vũ trụ thường giảm độ bền theo thời gian do chúng bị đốt quá nóng. Hiện nay, để tránh điều đó, người ta phủ lên chúng một lớp kẽm. Do có nhiệt độ sôi thấp nên trong thời gian diễn ra "cơn sốt" khởi động, lớp kẽm bốc hơi rất nhanh, hấp thụ một lượng nhiệt lớn, và nhờ vậy mà giữ cho kết cấu kim loại không bị quá nóng.

Công nghệ mạ kẽm khá đơn giản. Thông thường để làm việc này, các lá thép, ống thép, hoặc các chi tiết bằng thép được nhúng trực tiếp vào kẽm nóng chảy. Song bạn hãy thử nhúng vào kẽm nóng chảy, chẳng hạn một cây cột điện xem sao: Khi đó thì bể kẽm phải có kích thước của một bể bơi cỡ lớn. Trong những trường hợp như vậy phải dùng đến phương pháp phun bụi kẽm nhờ các khí cụ bơm phun. Người ta đã chế ra một loại súng chuyên dùng "đạn" là một sợi kim loại lỏng để khi đông đặc lại thì tạo thành một lớp mạ bảo về dàn đều trên kết cấu cần xử lý. Còn muốn cho lớp mạ kẽm được nhẵn bóng thì dùng phương pháp điện phân.

Phạm vi hoạt động không những của bản thân kẽm, mà cả của các hợp chất của kẽm cũng rất đa dạng. Thời trung cổ, các thầy thuốc Arập và Tây Âu dùng "tuyết trắng" - thứ bột kẽm oxit xôm xốp như lông tơ mà các nhà giả kim thuật gọi là "len mầu nhiệm" - vào mục đích chữa bệnh. Ngày nay, trong bất kỳ hiệu thuốc nào, chúng ta đều có thể bắt gặp các thứ thuốc mỡ, phấn rôm trẻ em, thuốc nhỏ mắt v. V.. chứa nguyên tố kẽm ở một dạng nào đó. Hiếm có một người phụ nữ nào lại không dùng đến kẽm oxit. Chẳng nên nghi ngờ gì điều đó, bởi vì phấn xoa mặt chẳng phải là cái gì khác mà chính là bột kẽm oxit pha thêm các chất thơm, chất màu và một số chất khác. Nếu phóng đại lên thì các hạt phấn trông hao hao như một con nhện đầy lông với những cái chân loằng ngoằng xoè ra khắp mọi phía.

Khoảng hai trăm năm trước đây, bột kẽm trắng đã xuất hiện ở Pháp và Anh. Khác với bột chì trắng vẫn được dùng từ lâu, bột kẽm trắng không độc hại đối với cơ thể con người, vì thế mà nó đã nhanh chóng đi vào cuộc sống hàng ngày. Không bao lâu, thứ bột trắng mới này đã được sản xuất ở nhiều nước khác. Chẳng hạn, năm 1807, một tạp chí xuất bản ở nước Nga đã đăng bài "Về việc sản xuất bột trắng bằng kẽm oxit - thứ bột có thể thay thế các thứ bột trắng thông thường". Kẽm có thể làm tang chứng chắc chắn để buộc tội các họa sĩ làm giả mạo tác phẩm của các bậc danh họa thời trước. Nếu đem giám định một bức tranh được xưng là tác phẩm của Bruegel de Oude, của Rubens hoặc của El

Greco, mà phép phân tích màu lại cho thấy trong đó có bột kẽm trắng thì có thể khẳng định ngay rằng, đó là một bức tranh giả mạo.

Nếu không có kẽm oxit thì các xí nghiệp làm cao su và vải sơn sẽ không làm ăn gì được. Kẽm cũng quen biết thủy tinh từ lâu: Năm 1851, tại triển lãm quốc tế ở London, một mặt hàng mới của công nghệ thủy tinh là pha lê chứa kẽm có độ nhẵn bóng và ánh quang đặc biệt khiến mọi người rất ưu thích. Hiện nay, các họa sĩ trang trí đồ thủy tinh đã dùng kẽm sunfua làm thuốc vẽ vì nó cho phép nhuộm thủy tinh với màu sắc và sắc độ rất phong phú, biến thủy tinh thành ngọc bích hoặc cẩm thạch, thành ngọc mắt mèo hoặc ngọc lam.

Trong những năm 20 của thế kỷ chúng ta, tinh thể kẽm oxit lần đầu tiên hãnh diện đi vào ngành thông tin vô tuyến: Nhờ nó mà lúc bấy giờ người ta đã lập được kỷ lục về cự ly thu tín hiệu vô tuyến. Các hợp chất của kẽm cũng tìm được việc làm trong kỹ thuật truyền hình: Ba màu cơ bản - xanh lam, xanh lục và đỏ - xuất hiện trên màn ảnh truyền hình nhờ những tính chất phát quang của kẽm sunfua, kẽm selenua và kẽm fotfat được hoạt hóa bởi bạc, mangan hoặc các chất phụ gia khác. Tinh thể kẽm selenua nhân tạo đảm nhận vai trò đầy trọng trách trong việc xây dựng kỹ thuật truyền hình laze sau này: Diện tích màn ảnh của máy thu hình laze màu sẽ đến vài mét vuông, nghĩa là hình ảnh màu rực rỡ sẽ choán hết cả bức tường trong căn phòng. Các hợp chất của kẽm còn mang tính bán dẫn, điều đó hứa hẹn với chúng một tương lai sáng lạn.

Không phải chỉ có kỹ thuật mới cần đến kẽm - cơ thể động vật và thực vật cũng rất cần đến nguyên tố này với liều lượng nhỏ. Nhu cầu trong một ngày đêm của con người về nguyên tố vi lượng này dao động trong khoảng từ 5 đến 20 miligam. Còn những người nghiện rượu thì có nhu cầu rất lớn: Hình như rượu gạt kẽm ra khỏi cơ thể thì phải. Ở Iran và Ai Cập, các cuộc khám nghiệm đối với người lùn đã cho thấy, sở dĩ chiều cao không phát triển được là vì trong khẩu phần thức ăn của những người này chứa một hàm lượng kẽm rất thấp. Còn những con chuột cái mà khẩu phần của chúng hoàn toàn không có kẽm thì chẳng bao lâu sẽ trở nên hung dữ, hay cắn xé nhau. Đặc điểm tính cách này sau đó được truyền lại cho thế hệ kế tiếp, mà thể hiện rõ nhất là ở "phái yếu".

Ở một số động vật biển không xương sống, kẽm giữ vai trò như sắt trong máu người: Trong tro của các loài thân mềm, đôi khi có đến 12% kẽm. Trong nọc độc của rắn, nhất là rắn lục và rắn hổ mang, có một hàm lượng kẽm đáng kể. Các nhà bác học cho rằng, nguyên tố này bảo vệ rắn khỏi chính nọc độc của mình.

Kẽm giữ vai trò quan trọng cả trong giới thực vật. Chẳng hạn, lúa mì có thể bị chết nếu trong đất không có kẽm. Trong các loại quả như nho, cam, lê, có khá nhiều kẽm; trong cà chua, hành, xà lách cũng có kẽm; các loại nấm như nấm xép vàng, nấm xép nâu, nấm mào gà, đều chứa nhiều kẽm. Từ thời xa xưa người ta đã nhận thấy rằng, nhiều loại thực vật ưa sống gần có mỏ quặng. Chẳng hạn, hoa violet rừng và hoa păng - xê đồng thích mọc ở những nơi có kẽm. Những người tìm quặng thời xưa đã biết đến những đặc tính này của cây cỏ; và ngay cả các nhà địa chất hiện nay cũng sử dụng dấu hiệu đó để tìm kiếm các khoáng sản ẩn náu trong lòng đất.

Khoáng vật hay gặp nhất của kẽm là sfalerit mà người ta còn gọi là "đồ giả bằng kẽm". Vì những tội lỗi gì mà thứ đá này phải mang cái tên nhạo báng như vậy? Có lẽ là vì tạp chất của các nguyên tố khác làm cho khoáng vật này có đủ màu sắc khiến người ta dễ lẫn lộn và nhận nhầm sfalerit thành một thứ quặng khác nào đó. Tại vùng núi Antai hay gặp loại quặng có tên là "sóc vằn" - một thứ hỗn hợp của sfalerit và fenspat nâu. Loại đá vằn này thực sư giống như con sóc vằn.

Trong thiên nhiên, kẽm thường ở dạng các quặng đa kim chứa cả đồng, chì, sắt, và nhiều nguyên tố hiếm. Một trong những mỏ chì - kẽm ở châu Âu đã từng là nguyên nhân ra đời của hẳn một quốc gia. Chuyện này xảy ra hồi thế kỷ trước, sau khi đế chế Napolêon bị đánh bại thì một phần đất đai thuộc đế chế này phải gạt về cho các nước thắng trận. Khi phân chia "tài sản đất đai", giữa nước Hà Lan và nước Phổ đã nảy sinh sự tranh chấp về vùng Morene nằm ở ranh giới hai nước này. Cuối cùng, năm 1816, một giải pháp nhân nhượng đã được chấp nhận: Một phần của vùng này được nhập vào nước Hà Lan, một phần nhập vào nước Phổ, còn phần mà trên đó có mỏ kẽm và chì rất quý giá (vì thế mà xảy ra sự tranh chấp) thì được tuyên bố là vùng trung lập. Nước cộng hòa tí hon Morene ra đời trong bối cảnh như vậy, nó chiếm một diện tích chỉ vẻn vẹn có 3, 3 kilômet vuông và với dân số chỉ vài trăm người. Song dù sao chăng nữa thì chủ quyền và khoáng sản của đất nước vẫn cần được bảo vệ. Để bảo vệ nước cộng hòa, một quân đội gồm.. một quân nhân đã được thành lập - người này thực hiện chức năng của cả người lính lẫn chức năng của một vị tổng tư lệnh. (Hẳn rằng, khi có mặt ông ta thì ai nấy đều khó khẳng định: "Một người trên trận tiền thì không phải là chiến binh"). Đến giữa những năm 80 của thế kỷ trước, trữ lượng kẽm và chì trên thực tế ở đây đã cạn kiệt, nhưng quốc gia Morene vẫn tồn tại cho đến năm 1920, sau đó mới được sáp nhập vào nước Bỉ.

Trong thời gian gần đây, những nguồn của cải thiên nhiên khác thường đã thu hút sự chú ý của các nhà chuyên môn: Trong lòng biển Đỏ, ở độ sâu khoảng hai kilômet, người ta đã phát hiện được những vỉa quặng sền sệt chứa kẽm, đồng, bạc. Từ đó ra đời dự án chế tạo một chiếc tàu đặc biệt: Từ mạn tàu, một ống hút sẽ được thả xuống đáy biển - qua ống hút này, quặng ở dạng bùn nhão sẽ được hút từ đáy biển lên. Trên tàu, bùn nhão sẽ được chế biến thành tinh quặng giàu kẽm.

Như vậy, quặng kẽm không những được khai thác ở trên cạn mà còn được khai thác cả ở dưới nước nữa. Và những tính chất của kim loại này cũng như các hợp kim chứa nó đang được nghiên cứu chẳng những trong các điều kiện của trái đất mà cả trong không gian vũ trụ: Trong số các thì nghiệm do các nhà vật liệu học Bungari chuẩn bị để thực hiện trên trạm quỹ đạo "Chào mừng" của Liên Xô, cũng có thí nghiệm về việc nuôi các tinh thể kẽm và điều chế hợp kim của kẽm với sắt. Từ vũ trụ, liệu kẽm sẽ đem lại điều gì vui mừng cho chúng ta?

"Còn nữa"

 

"Trang phục" của những thanh urani

Zr

Bấm để xem

Năm 1789, khi phân tích một trong những biến chủng của khoáng vật ziricon, nhà hóa học người Đức Là Martin Henrich Claprôt đã phát hiện được một nguyên tố mới mà ông gọi là Ziriconi, nhờ màu sắc Đẹp đẽ, khi thì lóng lánh như vàng, khi thì màu da cam, lúc khác lại màu hồng, nên ngay từ thời Alecxanđrơ xứ Macedonia, ziricon đã được coi là một thứ đá quý. Tên gọi này có lẽ là xuất phát từ Một từ Ba Tư là "zargun", nghĩa là lóng lánh như vàng.

Ziricon (trong các tài liệu còn gặp những tên gọi khác của khoáng vật này: Hyacinth, jacinth, jargon) từ thời cổ xưa chẳng những đã được dùng làm đồ trang sức, mà còn được coi là một thứ bùa "làm cho trái tim rộn ràng, xua tan mọi nỗi phiền muộn và những ý nghĩ sầu bi, khiến cho trí thông minh và lòng cao thượng được nhân lên gấp bội". Trong một tác phẩm nói về y học, với sự tinh thông nghề nghiệp, một vị y sư ở nước Nga cổ xưa đã khẳng định rằng, "kẻ nào đeo hồng ngọc (ở nước Nga ngày xưa, người ta gọi nhiều thứ đá quý, trong đó có ziricon, bằng một tên chung là" hồng ngọc ". Hiện nay, từ

" Hồng ngọc "dùng để gọi các thứ đá quý chứa crom như ruby, corundum (N. D)) đỏ thẫm bên mình thì sẽ không mơ thấy những điều gớm ghiếc và hãi hùng, sẽ vững tâm và cao thượng trước mọi người".

Năm 1824, nhà hóa học Thụy Điển là Becxêliut đã tách được ziriconi ở dạng tự do. Tuy nhiên, thời bấy giờ người ta chưa thể điều chế được ziriconi nguyên chất, vì vậy, suốt một thời gian dài không ai nghiên cứu được những tính chất vật lý của kim loại này. Cũng như nhiều kim loại mới khác, suốt hàng chục năm, ziriconi không thể tìm cho mình một "công việc" vừa ý, trong khi đó, các kim loại được biết đến từ lâu như sắt, đồng, chì thì đã biết "chào hàng", do vậy mà chúng không bị lâm vào cảnh ế ẩm.

Mãi đến đầu thế kỷ của chúng ta, các nhà bác học mới cứu được ziriconi thoát khỏi mọi tạp chất và bắt đầu nghiên cứu kỹ lưỡng những tính chất của kim loại này. Hóa ra, nó có một bạn đường thường xuyên là hafini. Trong suốt hơn 130 năm, các nhà hóa học không nhận thấy rằng, hafini luôn có mặt trong ziriconi, mà đôi khi với lượng khá lớn. Sở dĩ như vậy là vì tính chất hóa học của hai nguyên tố này giống nhau đến mức đáng ngạc nhiên. Tuy vậy, trong một số vấn đề thì giữa chúng lại có những mối bất đồng nghiêm trọng - điều đó sẽ được nói đến sau.

Ziriconi nguyên chất có bề ngoài giống như thép, nhưng là một kim loại bền hơn thép và có tính dẻo cao. Một trong những tính chất quan trọng của ziriconi là nó có tính bền vững rất cao đối với nhiều môi trường xâm thực. Về tính chất chống ăn mòn thì ziriconi vượt xa các kim loại bền vững như niobi và titan. Trong axit clohiđric 5 % và ở nhiệt độ 60 độ C, thép không gỉ bị ăn mòn khoảng 2, 6 milimet trong một năm, titan - gần một milimet, còn ziriconi thì ít hơn một ngàn lần so với titan. Khi chịu tác động của các chất kiềm, ziriconi có sức chống đỡ rất cao. Về mặt này thì tantali vốn được mệnh danh là "chiến sĩ xuất sắc" chống ăn mòn hóa học cũng phải chịu thua ziriconi. Chỉ có ziriconi mới dám "tắm" lâu trong các chất kiềm chứa amoniac là những chất kiềm rất mạnh mà tất cả các kim loại khác, không có ngoại lệ nào, đều phải kiêng kỵ.

Nhờ có độ bền ăn mòn cao nên ziriconi đã được sử dụng trong một lĩnh vực y học rất quan trọng là phẫu thuật thần kinh. Các hợp kim của ziriconi được dùng để sản xuất kẹp cầm máu, dụng cụ phẫu thuật và thậm chí trong nhiều trường hợp, còn làm chỉ khâu các chỗ nối trong các ca mổ não.

Sau khi các nhà hóa học nhận thấy rằng, nếu pha thêm ziriconi vào thép thì nhiều tính chất của thép sẽ được cải thiện, ziriconi liền được xếp vào hàng các nguyên tố điều chất có giá trị. Trong lĩnh vực này, hoạt động của ziriconi thể hiện ở rất nhiều mặt: Nó góp phần làm tăng độ cứng và độ bền, nâng cao khả năng gia công, độ thấm tôi và tính dễ hàn của thép, làm cho thép lỏng dễ rót, làm tan các hạt sunfua trong thép khiến cho cấu trúc của thép trở nên min hạt.

Nếu pha thêm ziriconi vào thép kết cấu thì tính không sinh vảy của thép tăng lên rõ rệt: Khối lượng mất mát của loại thép chứa 0, 2 - 0, 3 % ziriconi sau khi nung ở nhiệt độ 820 độ C trong ba giờ liền nhỏ h ơn 6 - 7 lần so với cùng thứ thép ấy, nhưng không pha thêm ziriconi.

Ziriconi còn làm tăng độ bền ăn mòn của thép lên rất nhiều. Chẳng hạn, sau ba tháng ngâm mình trong n ước, khối lượng mất mát của thép kết cấu tính quy đổi cho 1 mét khối là 16, 3 gam, trong khi đó cũng vẫn loại thép ấy, song có pha thêm 0, 2 % ziriconi, thì chỉ bị "gầy" đi 7, 6 gam.

Có thể nung thép ziriconi đến nhiệt độ cao mà không sợ "quá lửa". Điều đó cho phép tăng tốc độ các q úa trình rèn, dập, nhiệt luyện và thấm cacbon đối với thép.

Cấu trúc min hạt và độ bền cao của thép ziriconi cộng thêm với tính chảy lỏng tốt đã cho phép dùng n ó để đúc các vật có thành mỏng hơn hẳn so với khi đúc bằng thép thường. Chẳng hạn, từ thép ziriconi người ta đã đúc được các chí tiết có thành mỏng 2 milimet, trong khi đó, nếu đúc bằng thép giống như vậy những không pha thêm ziriconi thì bề dày của thành ít nhất cũng phải bằng 5 - 6 milimet.

Ziriconi còn là người bạn tốt của nhiều kim loại màu. Pha thêm nguyên tố này và đồng thì độ bền và s ức chịu nóng của đồng tăng lên rất nhiều mà độ dẫn điện hầu như không giảm. Hợp kim đồng cađimi với hàm lượng nhỏ ziriconi có độ bền và độ dẫn điện cao. Pha ziriconi vào các hợp kim nhôm thì độ bền, độ dẻo, khả năng chống ăn mòn và sức chịu nhiệt của chúng tăng lên rõ rệt. Khi được pha thêm một lượng ziriconi không đáng kể, độ bền của các hợp kim magie - kẽm tăng lên gần gấp đôi. Trong dDung dịch axit clohiđric 5 % ở 100 độ C, độ bền ăn mòn của hợp kim titan - ziriconi cao gấp hàng chục lần so với titan nguyên chất thường dùng trong kỹ thuật. Thêm ziriconi vào molipđen cũng làm cho kim loại độ cứng của kim loại này tăng lên rõ rệt. Ziriconi còn được pha thêm vào đồng thau chứa mangan, vào các loại đồng đỏ chứa nhôm, niken, chì.

Mặc dầu vai trò nguyên tố điều chất đối với thép và hợp kim là rất quan trọng và đầy vinh dự, song z iriconi không thể thỏa mãn với vai trò đó. Nó tiếp tục tìm kiếm và đã tìm được sứ mệnh thực sự của mình. Nhưng trước khi kể đến chuyện này, chúng ta hãy trở lại cái nôi của nó - phòng thí nghiệm của

Martin Claprôt.

Đầu đuôi là vào năm 1789, Claprôt đã khám phá ra không những ziriconi, mà còn một nguyên tố tuyệt d iệu nữa có vinh hạnh đóng vai trò to lớn trong khoa học và kỹ thuật của thế kỷ XX - đó là urani. Cả bản thân Claprôt lẫn bất kỳ người nào khác thời bấy giờ đều không thể thấy trước được số phận của

"Hai anh em" ziriconi và urani sau này ra sao. Một thời gian dài, đường đi của chúng xa rời nhau:

Trong suốt 150 năm, không một cái gì liên kết được các nguyên tố này. Mãi đến ngày nay, sau một cuộc c hia ly dài đằng đẵng, "hai anh em" này mới xum họp lại với nhau. Ban đầu, biết được điều này chỉ có một số rất ít các nhà bác học và kỹ sư làm việc trong lĩnh vực năng lượng hạt nhân - lĩnh vực mà chúng ta đều biết, người lạ không được phép đến. Cuộc gặp gỡ đã diễn ra trong lò phản ứng nguyên tử, nơi mà urani được dùng làm nguyên liệu hạt nhân, còn ziriconi thì được dùng làm vỏ bọc cho các thanh urani. Tuy nhiên, để cho chính xác thì phải ghi nhận rằng, trước đó mấy năm, các nhà bác học

Mỹ đã thử dùng ziriconi làm vật liệu cho lò phản ứng hạt nhân đặt trên tàu "Nautilus" là tàu ngầm n guyên tử đầu tiên của Mỹ. Nhưng ngay sau đó người ta nhận thấy rằng, dùng ziriconi làm vỏ bọc cho các thanh nhiên liệu thì có lợi hơn là để làm các chi tiết dừng của vùng hoạt động trong lò phản ứng. Thế là từ lúc bấy giờ, urani đã lọt vào vòng ôm ấp của ziriconi.

Không phải ngẫu nhiên mà người ta chọn ziriconi: Các nhà vật lý học đã biết rằng, khác với nhiều kim l oại, ziriconi để cho các nơtron đi qua một cách dễ dàng, mà chính tính chất này - gọi là tính trong s uốt đối với nơtron - phải có ở loại vật liệu dùng làm vỏ bọc các thanh urani. Thực ra, một số kim loại như nhôm, magie, thiếc cũng tương tự ziriconi về điểm này, nhưng chúng lại dễ nóng chảy và không chịu được nhiệt. Còn ziriconi thì nóng chảy ở mãi 1850 độ C nên hoàn toàn có thể chịu đựng được nhiệt độ cao của ngành năng lượng học hạt nhân.

Tuy nhiên, ziriconi cũng có những nhược điểm nào đó có thể cản trở công việc của nó trong lĩnh vực q uan trọng này. Vấn đề là ở chỗ chỉ với độ tinh khiết cao thì ziriconi mới trong suốt đối với nơtron. Thế là một lần nữa lại phải nhờ đến hafini - một kim loại mà xét về các tính chất hóa học thì có thể gọi là anh em sinh đôi với ziriconi. Nhưng thái độ của chúng đối với nơtron thì hoàn toàn trái ngược nhau: Hafini hấp thụ nơtron một cách tham lam (mạnh gấp hàng trăm lần so với ziriconi). Ngoài ra, tạp chất hafini dù với liều lượng rất nhỏ cũng có thể làm hỏng "máu" của ziriconi và làm cho nó mất tính trong suốt đối với nơtron. Đối với ziriconi, những điều kiện kỹ thuật của cái gọi là "độ tinh khiết của lò phản ứng" chỉ cho phép hafini có mặt trong ziriconi dưới mức vài phần vạn. Song ngay cả ở mức độ ít ỏi như vậy, hafini vẫn làm giảm độ trong suốt của ziriconi đối với nơtron xuống vài lần.

Bởi vì trong thiên nhiên, hai kim loại này thường chung sống với nhau, nên điều chế ziriconi mà hoàn t oàn loại bỏ được hafini là một việc vô cùng khó khăn. Tuy nhiên, các nhà hóa học và luyện kim vẫn phải nghiên cứu giải quyết kỳ được vấn đề này, vì công nghiệp nguyên tử rất cần vật liệu kết cấu là

Ziriconi.

Sau khi giải quyết xong nhiệm vụ này thì một nhiệm vụ cấp bách khác lại nảy sinh: Phải làm thế nào để k hi chế tạo các kết cấu bằng ziriconi tinh khiết, trong quá trình hàn, các nguyên tử xa lạ không rơi vào ziriconi vì chúng có thể là trở ngại không vượt qua được trên đường đi của nơtron và chính vì thế mọi ưu điểm của kim loại này đều mất hết tác dụng. Ngoài ra, cần phải hàn bằng cách thế nào đó để không phá hỏng tính đồng nhất của kim loại: Mối hàn cũng phải có những tính chất như chính vật liệu được hàn. Để hoàn thành được nhiệm vụ này, tia điện tử đã giúp sức. Sự tinh khiết và tinh chính xác của p hương pháp hàn bằng tia điện tử đã cho phép giải quyết được vấn đề này. Thế là ziriconi đã trở t hành "trang phục" của các thanh urani.

Từ lúc đó, việc sản xuất ziriconi đã tăng vọt lên một cách đột ngột: Chỉ trong vòng một chục năm - từ n ăm 1949 đến năm 1959 - sản lượng ziriconi trên thế giới đã tăng lên một ngàn lần! Những khối tích tụ cát ziricon rất lớn mà trước đây là phế thải khi khai thác các khoáng sản khác đều được moi ra để sử dụng. Chẳng hạn, ở California, khi khai thác vàng bằng những chiếc tàu nạo vét các lòng sông cổ, người ta đã xúc lên rất nhiều cát ziricon cùng với cát chứa vàng để sàng đãi, nhưng vì không dùng đến cát ziricon nên người ta đã đổ nó ra các bãi thải. Tại bang Oregon (nước Mỹ), trong những năm chiến tranh thế giới thứ hai, người ta đã khai thác được nhiều quặng cromit và tiện thể đã thu được một lượng ziricon nào đó, nhưng lúc bấy giờ, công nghiệp chưa quan tâm đến khoáng vật này nên nó vẫn phải nằm lại nơi khai thác. Chẳng bao lâu sau chiến tranh, dư luận ầm ĩ về sự quý giá của ziriconi đã bắt đầu nổi lên, nên các bãi thải này đã trở thành những miếng mồi béo bở.

Hiện nay, các mỏ lớn kim loại quý báu này đang được khai thác ở Mỹ, Australia, Braxin, Ấn Độ, các n ước tây Phi. Liên Xô cũng có đáng kể trữ lượng nguyên liệu ziriconi. Cát ở ven bờ biển thường là quặng ziriconi rất tốt. Chẳng hạn ở Australia, sa khoáng ziricon trải dài suốt gần 150 kilômet dọc theo bờ đại dương. Gần đây, ở phần phía tây của lục địa này, cách thành phố Micatarra không xa, nhóm sinh viên địa chất đi khảo sát lòng sông khô cạn của một con sông mà xưa kia từng chảy qua đây từng p hát hiện được những tinh thể ziricon trong các đá thuộc loại sa thạch bị phong hóa. Đó là những tinh t hể ziricon cổ nhất trên trái đất. Các nhà địa vật lý ở trường đại học quốc gia Canbơrơ đã đi đến kết luận này sau khi xác đinh được rằng, tuổi của các đốm ziricon tìm thấy ở đây là vào khoảng 4, 1 - 4, 2 tỉ năm, nghĩa là chúng già hơn vài triệu năm so với khoáng thể mà khoa học đã biết trước đó. Nói cách khác, ziricon tìm thấy ở Australia đã xuất hiện vào khoảng 300 - 400 triệu năm sau khi hành tinh của chúng ta ra đời.

Nhu cầu về ziriconi mỗi năm lại tăng lên vì kim loại này càng ngày càng có thêm nhiều nghề mới. Ở t rạng thái nung nóng, nó rất háo các chất khí - tính chất này được sử dụng, chẳng hạn, trong kỹ thuật điện - chân không, kỹ thuật vô tuyến.

Trong quá trình hyđro hóa, tức là quá trình bão hòa khí hiđro, một số kim loại, trong đó có ziriconi, t hay đổi cấu trúc mạng tinh thể của mình và tăng thể tích lên rõ rệt - tăng hơn nhiều so với khi nung nóng thông thường. Dựa trên tính chất "nở phình" này, các chuyên gia Liên Xô đã đề ra một phương pháp độc đáo để nối các bề mặt kim loại hoặc bề mặt các vật liệu khác trong những trường hợp không thể hàn hoặc gắn được, chẳng hạn, khi sản xuất loại ống thép gồm hai lớp bằng hai thứ vật liệu khác nhau - loại dễ nóng chảy (nhôm, đồng, chất dẻo) và loại khó nóng chảy (thép chịu nhiệt, vonfram, gốm). Thực chất của phương pháp này như sau. Nếu ta lồng chặt hai ống không đồng chất vào với nhau rồi luồn vào một ống làm bằng thứ kim loại dễ "nở phình", sau đó tạo điều kiện cho kim loại này bị hiđro hóa, nó sẽ nở phình ra và ép chặt hai ống này vào nhau. Chẳng hạn, các ống lót ổ trục bằng thép không gỉ và bằng hợp kim nhôm được lồng vào nhau và được luồn vào một khoanh vòng bằng ziriconi, thì sau một giờ "ngâm" trong môi trường khí hiđro ở nhiệt độ 400 độ C, chúng sẽ dính chặt vào nhau đến nỗi không thể tháo gỡ ra được nữa.

Hỗn hợp bột ziriconi kim loại với các hợp chất cháy được dùng để làm pháo hiệu phát ra ánh sáng rất m ạnh. Lá ziriconi khi bị đốt cháy sẽ phát ra ánh sáng mạnh gấp rưỡi so với khi đốt lá nhôm. Các quả đạn pháo hiệu đốt bằng ziriconi rất tiện lợi vì chúng chiếm chỗ rất ít, có khi chỉ bằng chiếc nhẫn của

Thợ may. Các công trình sư về kỹ thuật tên lửa ngày càng chú ý hơn đến các hợp kim của ziriconi: Rất c ó thể, các hợp kim chịu nóng của nguyên tố này sẽ là nguyên liệu để làm các dải gờ cho các con tàu vũ trụ trong những chuyến bay thường kỳ vào không gian vũ trụ sau này.

Các muối của ziriconi có mặt trong một loại nhũ tương đặc biệt để tẩm lên vải, làm cho vải không t hấm nước để may áo mưa. Chúng còn được sử dụng để làm ra các loại mực in màu, các loại sơn chuyên dùng, các loại chất dẻo. Các hợp chất của ziriconi được dùng làm chất xúc tác trong việc sản xuất nguyên liệu có chỉ số octan cao cho động cơ. Các hợp chất sunfat của nguyên tố này dùng để thuộc da rất tốt.

Ziriconi tetraclorua có công dụng rất đặc biệt. Độ dẫn điện của các tấm mỏng làm bằng chất này thay đ ổi tương ứng với áp suất tác động lên nó. Tính chất này đã được áp dụng vào việc chế tạo áp kế vạn năng (khí cụ đo áp suất). Dù áp suất thay đổi rất ít, cường độ dòng điện trong mạch của áp kế vẫn thay đổi và điều này được thể hiện trên thanh đo có đánh số tương ứng đối với các đơn vị đo áp suất. Kiểu áp kế này rất nhạy: Chúng có thể xác định được áp suất từ một phần trăm ngàn atmôtfe đến hàng ngàn atmôtfe.

Các tinh thể áp điện rất cần cho các khí cụ dùng trong kỹ thuật vô tuyến như máy phát siêu âm, bộ ổn đ ịnh tần số v. V.. Trong một số trường hợp, chúng phải làm việc ở nhiệt độ cao. Các tinh thể chì ziriconat hoàn toàn thích hợp với điều kiện làm việc như vậy, vì trên thực tế, tính chất áp điện của chúng không thay đổi cho đến 300 độ C.

Kể về ziriconi, không thể không nói đến oxit của nó - một trong những chất khó nóng chảy nhất trong t hiên nhiên: Nhiệt độ nóng chảy của nó là gần 2.900 độ C. Ziriconi oxit được sử dụng rộng rãi để sản xuất các chi tiết chịu nhiệt độ cao, các loại men và thủy tinh chịu nóng. Borua của kim loại này lại càng khó nóng chảy hơn nữa. Các cặp nhiệt được bọc bằng chất này có thể nhúng trong gang nóng chảy suốt 10 - 15 giờ liên tục, còn trong thép lỏng thì được 2 - 3 giờ (các vỏ bọc bằng thạch anh chỉ chịu đựng được một vài lần nhúng, mỗi lần không quá 20 - 25 giây).

Ziriconi oxit có một tính chất rất độc đáo: Khi bị đốt nóng đến nhiệt độ rất cao, nó phát ra ánh sáng m ạnh đến mức có thể sử dụng trong kỹ thuật chiếu sáng. Ngay từ cuối thế kỷ XIX, nhà vật lý học nổi tiếng người Đức là Vante Hecman Nerxtơ đã nhận thấy tính chất này. Trong loại đèn do ông sáng chế

(đèn này đã đi vào lịch sự kỹ thuật với tên là đèn Nerxtơ), các thanh phát sáng được làm bằng ziriconi o xit. Hiện nay, trong các phòng thí nghiệm, loại đèn nay đôi khi vẫn còn được dùng làm nguồn chiếu sáng.

Các nhà khoa học của viện vật lý mang tên P. N. Lebêđep thuộc viện hàn lâm khoa học Liên Xô đã ghi c ông ziriconi oxit bằng một việc làm đầy ý nghĩa: Trên cơ sở các oxit của ziriconi và hafini, họ đã tạo được những tinh thể kỳ lạ mà trong thiên nhiên không hề có và đặt tên là fianit. Thứ ngọc nhân tạo này không những đã nhanh chóng chiếm được sự ngưỡng mộ của các nhà kim hoàn, mà còn nổi tiếng rộng khắp trong giới khoa học và kỹ thuật. Chỉ cần nêu một điều này cũng đủ thấy rõ: Chúng thực hiện vai trò của các vật liệu laze rất có kết quả.

Ở Pháp, các nhà bác học đã sử dụng ziriconi oxit làm nguyên liệu điều chế kim loại này bằng năng l ượng mặt trời. Ngay từ những năm 50, tại Mong Lui - một pháo đài được xây dựng hồi thế kỷ XVII ở sườn phía đông dãy núi Pirêne có độ cao 1500 mét so với mặt biển, người ta đã xây dựng một lò dùng

Năng lượng mặt trời do một nhóm các nhà nghiên cứu thiết kế dưới sự lãnh đạo của giáo sư Felix Trom. Tại hội nghị chuyên đề về sử dụng năng lượng mặt trời tổ chức tại Mong Lui, những người tham dự đã được xem lò này lúc nó đang hoạt động.

"Tấm mặt lò chuyên dùng nâng một nhúm bột trắng nhích lên từ từ hầu như không nhận thấy được, cho đ ến khi lên đến tiêu điểm của một chiếc gương parabôn rất lớn. Lúc đó, một ngọn lửa mầu trắng rực sáng chói ngời bùng lên trước mắt các nhà bác học và kỹ sư.

Thứ bột trắng đó chính là ziriconi oxit.. Sau khi được đặt vào tiêu điểm của gương parabôn, nơi mà n hiệt độ của các tia mặt trời hội tụ đạt đến 3.000 độ C, bột trắng này bắt đầu nóng chảy. Chỉ có thể quan sát đước ánh sáng lóe ra lúc đó qua một tấm kính mầu thẫm. Một nhúm nhỏ chất bị nung nóng sáng nằm trên mặt lò đã khiến người ta nghĩ đến ngọn núi lửa đang phun trào của thời đại địa chất xa xưa nào đó".

Một người từng tham dự hội nghị này đã mô tả như vậy về quá trình điều chế ziriconi bằng năng lượng m ặt trời. Bộ phận phản xạ đặc biệt gồm rất nhiều tấm gương có đường kính 12 mét, tự quay theo hướng mặt trời nhờ một tế bào quang điện. Các tia sáng do bộ phận này phản chiếu lại được bắn vào một gương parabôn có đường kính 10 mét. Công suất nhiệt của chiếc gương hội tụ tia nắng mặt trời này tại tiêu điểm của lò tương đương với 75 kW.

Cách Mong Lui mười kilômet, tại làng miền núi nhỏ bé Ođeio, người ta đã xây dựng thêm một lò dùng n ăng lượng mặt trời nữa. Đây là lò lớn nhất trên thế giới. Những ai đến "thủ đô mặt trời" (người dân địa phương đã tự hào gọi Ođeio một cách tự hào như vậy) đều nhìn thấy một quang cảnh khác thường, tựa như các cảnh quay trong một bộ phim khoa học viễn tưởng. Bên cạnh một nhà thờ mái nhọn cổ kính, sừng sững nhô lên một tòa nhà nhiều tầng cực kỳ hiện đại - đó là phòng thí nghiệm về năng lượng mặt trời. Toàn bộ bề mặt phía bắc của tòa nhà này là một chiếc gương parabôn khổng lồ cao 40m và

Rộng 50 mét. Trên triền núi đối diện là hàng chục chiếc gương xếp thành dãy có kích thước khá đồ sộ d ùng để định hướng tia mặt trời. Đầu tiên, tia mặt trời do các gương này thu nhận được chiếu sang chiếc gương parabôn, rồi từ đó hội tụ lại thành chùm rọi vào lò nung, tạo nên nhiệt độ 3500 độ C ở đ ó. Nhiệt do "con quạ vàng" mặt trời phát ra trong lò tương đương với 1000 kW điện năng. Trong một n gày, lò này có thể tinh chế được 2, 5 tấn ziriconi.

Ưu điểm chủ yếu của các lò mặt trời thể hiện ở chỗ trong quá trình nấu luyện, các tạp chất có hại k hông rơi vào kim loại vì chẳng lấy đâu ra chúng. Bởi vậy, các kim loại và các hợp kim được điều chế ở đây đều có độ tinh khiết cao và luôn luôn được ưa chuộng. Còn có một lý do xác đáng nữa để ủng hộ phương pháp nấu luyện này: Không phải chi phí vào khoản năng lượng, bởi vì mặt trời là một thiên thể hào phóng, luôn luôn sẵn sàng cung cấp năng lượng cho con người mà không đòi hỏi một sự đền đáp nào cả.

Để kết luận, chúng tôi xin nói về một sự ngộ nhận. Vỏ trái đất chứa nhiều ziriconi hơn đồng, niken, chì h oặc kẽm chẳng hạn. Tuy vậy, khác với các kim loại này, ziriconi vẫn được gọi là một kim loại hiếm. Có một thời, điều đó được giải thích là do sự phân tán tản mạn của quặng ziriconi, do những khó khăn

Khi tách ziriconi ra khỏi quặng, và con do kim loại này thực sự là một "vị khách hiếm" trong kỹ thuật. Còn hiện nay, khi mà việc sản xuất ziriconi mỗi năm tăng lên không ngừng và nó ngày càng tìm thêm được nhiều lĩnh vực hoạt động mới mẻ, thì từ "hiếm" cũng mất ý nghĩa đối với nó. Song quá khứ vẫn

Là quá khứ, và ziriconi có quyền tự hào trả lời câu hỏi về nguồn gốc của mình: "Tôi xuất thân từ kim l oại hiếm".

"Còn nữa"

 

Thứ bốn mươi mốt

Nb

Bấm để xem

Đến giữa thế kỷ trước, người ta đã phát hiện được vài chục nguyên tố hóa học. Song tiếc thay, lúc bấy giờ, mỗi nguyên tố vừa không có nổi một "căn phòng riêng cho mình", vừa không được đăng ký "hộ khẩu thường trú". Mãi đến năm 1869, khi mà Đmitri Ivanôvich Menđeleep xây dựng xong "tòa nhà nhiều tầng" cho hệ thống tuần hoàn của mình thì tất cả các nguyên tố đã được tìm ra cho đến lúc bấy giờ mới có nơi trú ngụ.

Khi phân phối "diện tích nhà ở", công lao của các "cư dân tương lai" đối với khoa học kỹ thuật cũng như "thâm niên công tác" của chúng đều không được chú ý đến. Người ta chỉ tính đến những tính chất của các nguyên tố (mà trước hết là khối lượng nguyên tử), những thiên hướng và sự tương đồng với các "láng giềng" gần gũi nhất. Ở đây, các mối liên kết (dĩ nhiên là các mối liên kết hóa học) cũng đóng vai trò quan trọng. Để tránh những sự va chạm có thể xảy ra, các "cư dân" có "tính nết" và "cách nhìn nhận cuộc sống" khác nhau thì được sắp xếp sao cho càng xa nhau càng tốt.

Ở "cổng" thứ năm (tức là nhóm thứ năm), tại căn hộ số 41 trên tầng năm (chính xác hơn là ở chu kỳ thứ năm), có một "chàng" mang cái tên rất đẹp: Niobi, đến cư trú. "Chàng" là ai vậy? "Chàng" sinh ra ở đâu?

* * * Hồi giữa thế kỷ XVII, tại lưu vực sông Côlumbia (Bắc Mỹ), người ta đã tìm thấy một khoáng vật nặng, màu đen, có những đường gân mica lóng lánh như vàng. Cùng với các mẫu đá được thu nhận từ nhiều nơi khác nhau ở Tân đại lục, khoáng vật này (về sau được gọi là columbit) được gửi đến viện bảo tàng Anh Quốc. Được coi là một mẫu quặng sắt trong danh mục các hiện vật, khoáng vật này đã nằm trong tủ kính trưng bày của viện bảo tàng ngót 150 năm. Nhưng rồi đến năm 1801, nhà hóa học nổi tiếng thời bấy giờ là Charles Hatchett đã để ý đến khoáng vật đẹp đẽ này. Phép phân tích đã cho biết rằng, trong nó quả thực là có sắt, mangan, oxi, song cùng với những nguyên tố này còn có một

Nguyên tố nào đó chưa biết, tạo nên một chất có các tính chất của một oxit axit. Hatchett đã gọi nguyên tố mới này là columbi.

Một năm sau, nhà hóa học Thụy Điển là Anđre Guxtap Ekebec (Andres Gustav Ekeberg) lại tìm thấy một nguyên tố mới nữa trong một số khoáng vật ở xứ Xcanđinavia, rồi ông gọi nó là tantali để ghi nhớ một nhân vật thần thoại. Có lẽ tên gọi này tượng trưng cho những khó khăn (những "cực hình của Tantan") mà các nhà hóa học đã trải qua khi họ thử hòa tan oxit của nguyên tố mới này trong các axit. Những tính chất của tantali và của columbi tưởng như hoàn toàn đồng nhất, và nhiều nhà hóa học, kể cả Becxêliut danh tiếng, đã quả quyết rằng, ở đây không có hai nguyên tố khác nhau, mà chỉ có cùng một nguyên tố là tantali thôi.

Về sau Becxêliut đã tỏ ra nghi ngờ cách nhìn nhận trên đây. Trong một bức thư gửi cho người học trò của mình là nhà hóa học Friđric Vuêle (người Đức), ông đã viết: "Tôi gửi trả lại anh cái X của anh. Tôi đã cố gặng hỏi nhưng nó chỉ đáp một cách lảng tránh. Tôi hỏi:" Cậu là titan chăng? "Nó trả lời:" Vuêle đã nói rằng, tôi không phải là titan ". Tôi cũng xác định như vậy." Cậu là ziriconi ư? "Nó trả lời:" Không. Tôi hòa tan trong xút, còn đất chứa ziriconi thì lại không làm điều đó ". -" Cậu là thiếc phải không? "..."

Tôi có chứa thiếc, nhưng rất ít "..."

Thế cậu là tantali à? "- Nó đáp lại:" Tôi là bà con v ới tantali. Nhưng tôi lại hòa tan từ từ trong kali hiđroxit rồi kết tủa thành một chất màu nâu vàng ". Tôi lại hỏi:" Thế cậu là thứ quỷ quái gì vậy? ". Khi đó, tôi cảm thấy rằng nó đã trả lời:" Người ta không đặt tên cho tôi ". Tuy nhiên, tôi không hoàn toàn tin là tôi đã thực sự nghe thấy điều đó hay không, bởi vì nó đứng ở bên phải tôi, mà tai phải của tôi thì nghe rất kém. Do thính giác của anh tốt hơn của tôi, nên tôi gửi trả anh đứa trẻ ranh mãnh này để anh làm một cuộc lấy khẩu cung mới với nó.."

Nhưng ngay cả Vuêle cũng không làm sáng tỏ được những mối quan hệ qua lại giữa các nguyên tố do Hatchett và Ekebec phát hiện ra. Mãi đến năm 1844, sau những cuộc khảo cứu đầy khó khăn tiến hành trong gần mười lăm năm trời, nhà hóa học người Đức là Henrich Rôze (Heinrich Rose) mới chứng minh được rằng, khoáng vật columbit có chứa hai nguyên tố khác nhau là tantali và columbi mà ông đặt cho cái tên mới là niobi (theo thần thoại Hy Lạp, nữ thần buồn rầu và đau khổ Nioba là con gái của Tantan). Song ở một số nước như Mỹ, Anh tên gọi ban đầu của nguyên tố này là columbi vẫn được giữ lại trong thời gian dài. Cho đến năm 1950, hiệp hội quốc tế về hóa học thuần túy và hóa học ứng d ụng đã quyết định chấm dứt tình trạng mỗi nơi một cách gọi như vậy và đã đề nghị các nhà hóa học trên toàn thế giới thống nhất gọi nguyên tố này là niobi.

Thời gian đầu, các nhà hóa học Mỹ và Anh đã ra sức tìm cách hủy bỏ quyết định này - một quyết định mà họ cảm thấy không công bằng, nhưng lời phán quyết đã dứt khoát rồi, không thể khiếu nại được nữa. Thế là "những người thích columbi" đành phải vui lòng với trận đòn này của số phận, và trong các tài liệu về hóa học của Anh và Mỹ đã xuất hiện một ký hiệu mới: "Nb".

Sự chung sống của niobi và tantali trong thiên nhiên do những tính chất hóa học rất giống nhau của chúng đã kìm hãm sự phát triển của công nghiệp về kim loại này trong một thời gian dài. Mãi đến năm 1866, nhà hóa học Thụy Sĩ là Gian Saclơ Galixac đơ Mariniac (Jean Charle Galissar De Marignac) mới đưa ra phương pháp công nghiệp đầu tiên để tách rời hai nguyên tố hóa học "sinh đôi" này ra khỏi nhau. Ông đã lợi dụng độ hòa tan khác nhau của một số hợp chất của hai nguyên tố này: Tantali florua phức không tan trong nước, còn hợp chất tương ứng của niobi thì lại hòa tan trong nước tương đối dễ. Cho đến gần đây, người ta vẫn sử dụng phương pháp của Mariniac dưới dạng đã được hoàn thiện. Song hiện nay, các phương pháp mới hữu hiện hơn đã thay thế nó - đó là phương pháp tách có chọn lọc, phương pháp trao đổi ion và phương pháp tinh cất các halogenua.

Cuối thế kỷ XIX, nhà hóa học Pháp là Hăngri Muatxan (Henri Moissan) đã điều chế được niobi nguyên chất bằng phương pháp nhiệt điện: Dùng cacbon để khử niobi oxit trong lò điện. Hiện nay, việc sản xuất niobi kim loại là một quá trình phức tạp gồm nhiều giai đoạn. Đầu tiên phải tuyển quặng niobi, rồi nấu chảy tinh quặng cùng với các chất trợ dung (natri hiđroxit, natri hiđrosunfit hoặc natri caconat), sau đấy thì ngâm chiết kiềm. Kết quả là niobi hiđroxit và tantali hiđroxit không tan sẽ lắng xuống. Tách hai hợp chất "sinh đôi" này ra khỏi nhau, lúc đó niobi sẽ ở dưới dạng oxit hoặc clorua. Bằng cách khử các hợp chất này ở nhiệt độ cao sẽ thu được niobi ở dạng bột, rồi biến bột này thành kim loại đặc để tiện gia công.

Để niobi bột trở thành niobi đặc, phải làm như sau. Ép thứ bột ấy dưới áp suất lớn để tạo thành những thỏi phôi có tiết diện hình chữ nhật hoặc hình vuông. Sau đó, thiêu kết các thỏi phôi này trong chân không qua vài giai đoạn, và ở giai đoạn cuối cùng thì nhiệt độ phải đạt tới 2.350 độ C. Tiếp theo, niobi được đưa vào lò hồ quang chân không: Toàn bộ quá trình biến quặng niobi thành kim loại kết thúc ở đây.

Cách đây mấy năm, nền công nghiệp đã làm quen với phương pháp nấu chảy niobi bằng tia điện tử. Phương pháp này loại bỏ được nhiều công đoạn trung gian tiêu tốn nhiều công sức như nén ép và thiêu kết. Theo phương pháp này, người ta cho một dòng điện tử mạnh bắn vào niobi bột. Bột này sẽ nóng chảy và những giọt kim loại lỏng rơi xuống tạo thành thỏi niobi; thỏi này lớn dần lên tùy theo lượng bột nóng chảy, rồi từ từ được đưa ra khỏi xưởng.

Như các bạn đã thấy, niobi phải trải qua một chặng đường dài trước khi được biến từ quặng thành kim loại. Vậy mà "một tiền gà ba tiền thóc" cũng xứng đáng: Ngày nay, niobi rất cần cho công nghiệp. Ấy thế mà nó đã bắt đầu cuộc đời lao động của mình trong các bãi thải.

Mặc dầu điều này quả là một nghịch lý, nhưng trước đây người ta chỉ coi niobi là một tạp chất có hại đối với thiếc, nên khi khai thác thiếc, những khối lượng niobi rất lớn đã bị xếp đống để đấy. Tình trạng này vẫn diễn ra ngay cả khi giới công nghiệp đã chú ý đến tantali nhưng vẫn còn thờ ơ với niobi: Khi chế biến quặng tantali, thứ đá không quặng chứa niobi đã bị đổ vào bãi thải. Tuy vậy, "trong cái rủi có cái may" : Về sau, khi mà giá trị của niobi đã được con người đánh giá đúng thì những đống phế thải ấy đã trở thành những "mỏ quặng" niobi giàu có.

Sau khi nhà hóa học người Đức là Vecnơ Fon Bonton (Werner Von Bolton) điều chế được kim loại này ở dạng chắc đặc vào năm 1907, thì cũng giống như nhiều bè bạn khó chảy của mình, niobi đã thử sức mình trong việc sản xuất bóng đèn điện với tư cách là vật liệu để làm dây tóc. Nhưng, như chúng ta đều biết, chỉ có mình vonfram sống được ở đây thôi, còn tất cả các kim loại khác đành phải tìm kiếm sự thành đạt trong môi trường hoạt động khác.

Những ý định đầu tiên sử dụng niobi làm nguyên tố điều chất đã nảy sinh vào năm 1925: Ở Mỹ đã tiến hành các cuộc thí nghiệm dùng niobi thay thế vonfram trong thép gió. Mặc dù những thí nghiệm này không thành công, nhưng đã nổi lên một vấn đề quan trọng: Niobi đã lọt vào tầm mắt của các nhà luyện kim.

Trong năm 1930, tổng khối lượng các sản phẩm là từ niobi (lá, dây v. V) trên toàn thế giới chỉ vẻn vẹn.. có 10 kilôgam. Nhưng chúng đã được thừa nhận ngay, và việc sản xuất kim loại này cùng với các dạng sản phẩm của nó đã tăng vọt lên. Niobi đã chứng minh được rằng, nó hoàn toàn có quyền được gọi là "vitamin" của thép. Pha thêm nó vào thép crom, thép sẽ dẻo hơn, độ bền ăn mòn cũng tăng lên. Người ta đã xác định được rằng, pha thêm một ít niobi (dưới 1 %) vào thép không gỉ thì ngăn chặn được sự khử crom cacbua dọc theo ranh giới các hạt, vì vậy mà loại trừ được sự ăn mòn sâu vào các tinh thể. Thêm niobi vào thép kết cấu thì sẽ nâng cao rõ rệt sức bền va ở nhiệt độ thấp; thép sẽ dễ d àng chịu đựng các tải trọng biến đổi, mà điều này có ý nghĩa to lớn, chẳng hạn, trong ngành chế tạo máy bay.

Niobi đóng vai trò quan trọng trong kỹ thuật hàn. Trước đây, khi mà người ta mới chỉ hàn những loại thép thông thường thì quá trình này không gặp khó khăn gì. Còn khi những người thợ hàn bắt đầu phải hàn các loại thép điều chất chuyên dùng có thành phần hóa học phức tạp, như thép không gỉ chẳng hạn, thì có một vấn đề xảy ra: Đó là mối hàn mất đi nhiều tính chất quý báu mà kim loại được hàn vốn có. Vậy làm thế nào để nâng cao chất lượng mối hàn? Người ta đã thử thay đổi kết cấu của khí cụ hàn, song chẳng ích gì. Rồi lại thay đổi thành phần của các que hàn, nhưng vẫn vô hiệu. Lại thử hàn trong môi trường khí trơ mà vẫn không đạt kết quả gì. Thế rồi niobi đã đền giúp sức. Có thể hàn được các l oại thép chứa nguyên tố này mà không phải lo lắng về chất lượng của mối hàn: Mối hàn không hề thua kém các lớp kim loại xung quanh không bị hàn.

Thời gian gần đây người ta đã gặp những khó khăn lớn khi cần phải tạo nên mối nối vững chắc giữa các kim loại khó chảy, chẳng hạn, giữa niobi và molipđen. Trong trường hợp này, người cứu giúp là.. chân không. Thì ra trong chân không, nhiệt độ nóng chảy của nhiều chất thấp hơn hẳn so với trong những điều kiện bình thường. Các nhà bác học đã lợi dụng ngay đặc điểm này để vượt qua hàng rào "không dung hợp" : Hàn các kim loại khó nóng chảy trong chân không đã thu được kết quả mỹ mãn.

Niobi nổi tiếng rộng khắp trong ngành luyện kim với tư cách là một nguyên tố điều chất. Chẳng hạn, nhôm vốn dễ hòa tan trong các chất kiềm, nhưng nếu chỉ pha thêm 0, 05 % niobi vào thì nhôm sẽ không phản ứng với các chất kiềm nữa. Nếu pha thêm niobi vào thì độ cứng của đồng và các hợp kim của đồng sẽ tăng lên. Còn nếu pha thêm niobi vào titan, molipđen và ziriconi thì chúng sẽ trở nên bền hơn và chịu nóng tốt hơn. Ở nhiệt độ thấp, nhiều loại thép và hợp kim sẽ giòn như thủy tinh. Thế mà niobi lại có thể cứu chúng khỏi chứng bệnh này. Pha thêm một lượng nhỏ niobi vào sẽ làm cho kim loại giữ được độ bền của mình ngay cả ở 80 độ C. Phẩm chất này hết sức quan trọng đối với các bộ phận của m áy bay phản lực hoạt động ở độ cao lớn.

Bản thân niobi rất sẵn sàng tham gia liên minh với các nguyên tố khác. Khi một hãng ở Mỹ sản xuất được một mẻ niobi tưởng như là cực tinh khiết, thì những người mua hàng hết sức ngạc nhiên vì thấy nó không nóng chảy ở 2.500 độ C mặc dầu nhiệt độ nóng chảy của niobi tinh khiết còn thấp hơn một ít. Phép phân tích trong phòng thí nghiệm đã xác định được rằng, trong niobi "cực tinh khiết" này có chứa một lượng nhỏ ziriconi. Hợp kim niobi - ziriconi có sức chịu nóng rất cao đã được tìm ra một cách bất ngờ như thế đấy.

Pha thêm các kim loại khác cũng làm cho niobi có thêm nhiều tính chất quý giá. Vonfram và molipđen làm tăng tính chịu nhiệt của niobi, nhôm làm cho nó trở nên bền vững hơn, còn đồng thì nâng cao độ dẫn điện của nó. Niobi nguyên chất có độ dẫn điện kém hơn đồng khoảng 10 lần. Nhưng hợp kim của niobi với 20 % đồng thì lại có độ dẫn điện cao, đồng thời lại bền và cứng gấp đôi so với đồng nguyên chất. Liên kết với tantali, niobi có khả năng chịu được axit sunfuric và axut clohiđric ngay cả ở 100 độ C.

Niobi là một thành phần không thể thay thế được trong các hợp kim dùng làm cánh quay tuabin của các động cơ phản lực, nơi mà kim loại phải giữ được độ bền của mình ở nhiệt độ cao. Một số bộ phận của máy bay siêu âm, tên lửa vũ trụ, vệ tinh nhân tạo của trái đất đã được chế tạo bằng các hợp kim chứa niobi và bằng niobi nguyên chất.

Mới cách đây ít lâu, chỉ có các nhà vật lý học mới quan tâm đến hiện tượng siêu dẫn. Còn bây giờ thì tính siêu dẫn đã bước ra khỏi ngưỡng cửa của các phòng thí nghiệm và bắt đầu xâm nhập vào kỹ thuật, nơi mà những triển vọng to lớn đang mở ra cho việc ứng dụng nó trong thực tiễn. Vậy thực chất của hiện tượng này là gì?

Hơn 70 năm trước đây, người ta đã phát hiện thấy ở nhiệt độ rất thấp, một số kim loại, hợp kim và hợp chất hóa học để cho dòng điện đi qua mà không hề cản trở tí nào, nghĩa là điện trở biến mất. Song muốn vậy thì phải làm cho kim loại nguội lạnh đến độ không tuyệt đối, tức là đến - 273 độ C. Còn niobi stannua (hợp chất của niobi với thiếc) thì chuyển sang trạng thái siêu dẫn ở nhiệt độ "rất cao" (từ này chỉ thích hợp ở đây mà thôi), nghĩa là tương đối dễ chuyển sang trạng thái này (ở 18 K, tức là - 255 độ C). Những cuộn dây từ tính siêu dẫn làm bằng hợp chất này tạo nên từ trường cực mạnh: Một nam châm có kích thước lớn hơn một cái vỏ đồ hộp thông thường một chút, trong đó, một dải băng hợp kim này được dùng là cuộn dây, có khả năng tạo nên từ trường có cường độ 100 ngàn ơxtet (trong khi đó, cường độ từ trường của trái đất chỉ bằng vài ơxtet).

Trong thời gian dài, niobi stannua được coi là chất đạt kỷ lục về ngưỡng nhiệt độ siêu dẫn, nhưng đến năm 1974, nó đã phải nhường danh hiệu này cho một đại biểu khác của gia tộc niobi - đó là niobi gecmanua (hợp chất của niobi với gecmani). Hiện nay, nhiệt độ tới hạn kỷ lục mà dưới đó sẽ xảy ra hiện tượng siêu dẫn là khoảng 23 K (tức là - 250 độ C). Trong các cuộc thực nghiêm do các nhà bác học Mỹ tiến hành, một centimet vuông của tấm màng làm bằng niobi gecmanua có thể truyền được dòng điện có cường độ một triệu ampe. Điều đó có nghĩa là để cung cấp điện năng cho một thành phố cỡ trung bình, chỉ cần hai cái ống siêu dẫn nhỏ bằng hai cây bút chì là đủ.

Niobi ở dạng tinh khiết cũng được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật. Nhờ có khả năng chống ăn mòn rất cao nên kim loại này được sử dụng trong ngành chế tạo máy móc và khí cụ hóa học. Một điều thú vị là trong việc chế tạo khí cụ và ống dẫn cho xưởng sản xuất axit clohiđric, niobi không những được dùng làm vật liệu kết cấu, mà ở đây nó còn đóng vai trò chất xúc tác, tạo điều kiện thuận lợi để thu được axit đậm đặc hơn. Khả năng xúc tác của niobi cũng được sử dụng trong các quá trình khác, chẳng hạn, trong việc tổng hợp rượu từ butađien.

Công việc của niobi trong các lò phản ứng nguyên tử cũng rất vinh dự. Ở đây, niobi làm việc bên cạnh ziriconi và đôi khi tỏ ra hoàn toàn hơn hẳn ziriconi. Tương tự như ziriconi, niobi có tính trong suốt đối với nơtron (tức là có khả năng cho nơtron đi qua dễ dàng), ngoài ra, lại có nhiệt độ nóng chảy rất cao, có tính chịu nóng tốt, có sức chịu tác dụng hóa học lớn, có những tính chất cơ học tuyệt với. Hơn nữa, niobi hầu như không tương tác với các kim loại kiềm nóng chảy. Natri và kali lỏng vốn thường được dùng làm chất tải nhiệt trong một số kiểu lò phản ứng hạt nhân có thể lưu thông trong các ống dẫn làm bằng niobi mà không làm hỏng ống. Niobi có tính phóng xạ nhân tạo (bị nhiễm) không cao, vì thế mà có thể dùng nó làm thùng chứa các phế liệu phóng xạ hoặc làm các thiết bị để sử dụng chúng.

Còn phải nói đến một tính chất thú vị nữa của kim loại này: Nó là một chất hấp thụ khí rất mạnh. Chẳng hạn, một gam niobi có thể hấp thụ được 100 centimet khối hiđro; ngay cả ở nhiệt độ 500 độ C, độ hòa tan của hiđro trong niobi cũng đạt tới khoảng 75 centimet khối trên một gam. Tính chất này của niobi được ứng dụng vào việc sản xuất đèn điện tử có độ chân không cao. Sau khi hút khí, trong đèn vẫn còn lại một lượng khí nào đó, làm ảnh hưởng đến sự hoạt động của đèn. Niobi được tráng lên các chi tiết của đèn sẽ hấp thụ chất khí giống như một miếng bọt xốp hút nước, chính vì thế mà nó làm cho đèn có độ chân không cao. Các chi tiết của đèn điện tử nếu được chế tạo bằng niobi thì rẻ tiền hơn và bền hơn so với làm bằng tantali hoặc bằng vonfram. Chẳng hạn, tuổi thọ của các đèn công suất có catôt làm bằng niobi đạt đến 10 ngàn giờ.

Cũng như tantali, niobi hoàn toàn không gây kích thích ở các mô của cơ thể người, mà nó gắn bó với cơ thể người và vẫn nguyên vẹn ngay cả sau một thời gian dài chịu tác động của môi trường lỏng trong cơ thể. Nhờ có những tính chất này mà niobi đã khiến các nhà phẫu thuật phải chú ý đến mình, và hiện nay, nó hoàn toàn có thể tự coi mình là một "nhân viên quan trọng" trong ngành y tế.

Gần đây nghe nói niobi đã quyết định hành nghề.. giao dịch tiền tệ. Sở dĩ như vậy là do bạc ngày càng khan hiếm nên các nhà tài chính Mỹ đề nghị dùng niobi thay cho bạc để đúc tiền kim loại, bởi vì giá thành của niobi xấp xỉ bằng giá thành của bạc.

Nếu theo dõi các số liệu về hàm lượng niobi trong vỏ trái đất qua nguồn sách báo thì thấy rằng, trong vòng mấy chục năm gần đây, hàm lượng đó.. tăng lên không ngừng. Tất nhiên trữ lượng thực tế của kim loại này trên hành tinh chúng ta vẫn giữ nguyên, nhưng số mỏ niobi đã thăm dò được thì càng ngày càng tăng. Trong thời gian gần đây, những mỏ quặng niobi khá lớn đã được phát hiện ở châu Phi. Nigiêria - nơi có những chỗ tích tụ nhiều columbit, là nước cung cấp nhiều tinh quặng niobi nhất trên thị trường thế giới.

Ở Liên Xô, bán đảo Kola xứng đáng được coi là một kho khoáng sản thực sự. Suốt bao thế kỷ, đất đai vùng này vẫn mang tiếng là cằn cỗi và vô dụng, mặc dầu ngay từ năm 1763, M. V. Lơmanôxop đã tiên đoán: "Căn cứ theo nhiều bằng chứng, tôi kết luận rằng, cả trong lòng đất phương bắc, thiên nhiên cũng giàu có và hào phóng; bờ biển Trắng cũng không nghèo khoáng sản". Sau những năm dưới chính quyền Xô - viết, ở vùng này đã phát hiện được nhiều mỏ quan trọng, đã tìm thấy hàng chục khoáng vật quý, trong số đó có loparit chứa tới 8 % niobi. Một điều kỳ lạ là khoáng vật này do viện sĩ A. E. Ferxman - nhà nghiên cứu nổi tiếng về bán đảo Kola phát hiện ra ở Khibinư lại không hề thấy bóng dáng ở bất kỳ nơi nào khác trên trái đất.

* * * Thế là bạn đã làm quen với "chủ nhân" của căn hộ số 41 mà trên cửa có treo một tấm biển nhỏ đề chữ "Niobi".

"Còn nữa"

 

Bạn đồng minh của sắt

Mo

Bấm để xem

Để có được món ăn ngon, người đầu bếp phải thêm vào đó nhiều gia vị. Để luyện nên thép có những tính chất quý báu, người luyện thép phải pha vào đó nhiều nguyên tố điều chất.

Mỗi thứ gia vị đều có mục đích riêng của nó. Một số thứ làm cho phẩm vị món ăn tốt hơn, một số thứ khác thì làm cho món ăn thơm ngon, loại thứ ba làm cho món ăn thêm vị chua hoặc cay cay, loại thứ tư thì.. Khó mà kể hết mọi công dụng của các thứ gia vị. Nhưng kể cho hết mọi tính chất tuyệt vời mà thép có được khi ta pha thêm crom, titan, niken, vonfram, molipđen, vanađi, ziriconi và các nguyên tố khác thì còn khó hơn nữa.

Câu chuyện này kể về molipđen - một trong những người bạn đồng minh trung thành của sắt.

* * * Molipđen được nhà hóa học Thụy Điển là Cac Vinhem Sele (Karl Wihelm Scheele) phát hiện ra vào năm 1778. Tên của nguyên tố này có gốc ở một từ Hy Lạp "molybdos". Chẳng có gì đáng ngạc nhiên ở chỗ, đứa trẻ sơ sinh được mang một cái tên Hy Lạp, bởi vì, nhiều nhà bác học, trước khi đặt tên cho nguyên tố mà họ phát minh, họ đã nhìn vào lịch các ngày lễ thánh Hy Lạp. Một điều đáng ngạc nhiên là nếu dịch sang tiếng Nga, thì "molybdos" có nghĩa là.. "chì". Vậy thì cái gì đã buộc nguyên tố này phải ẩn náu dưới cái tên của kẻ khác? Tại sao molipđen phải đội ơn chì về việc mượn tên?

Việc này cùng đơn giản thôi. Nguyên do là người Hy Lạp cổ xưa đã biết một khoáng vật của chì là galenit mà họ gọi là "molipđena". Trong thiên nhiên còn có một khoáng vật khác là molipđenit giống hệt galenit như hai giọt nước. Chính sự giống nhau đó đã khiến người Hy Lạp nhầm lẫn: Họ tưởng rằng chỉ cùng một khoáng vật là molipđena mà thôi. Thời bấy giờ, các nhà bác học ở các nước khác cũng nghĩ như vậy. Chính vì thế mà sau khi phát hiện được một thứ "đất lạ" trong khoáng vật này, chẳng cần phải nghĩ ngợi lâu Sele đã gọi nó là "đất molipđena".

Bấy giờ, cần phải tách kim loại mới ra khỏi thứ đất lạ ấy. Mặc dầu lúc này Sele đã nổi tiếng trên thế giới và là viện sĩ của viện hàm lâm khoa học hoàng gia Thụy Điển, nhưng ông vẫn tiếp tục làm việc trong một phòng bào chế thuốc nhỏ bé, tại đấy, ông cũng tiến hành các cuộc nghiên cứu về hóa học của mình. Nhưng trong phòng bào chế này không có lò để nung "đất molipđena" bằng than nhằm khử nó thành kim loại. Sele nhớ lại rằng, tại xưởng đúc tiền ở Xtockholm, nơi mà một người bạn của ông là Peter Iacop Henmơ (Peter Jakob Hjelm) làm việc, có một cái lò thích hợp cho công việc này, nên ông đã nhờ bạn mình giúp đỡ. Những hy vọng của ông đã trở thành sự thật: Ngay sau đó, Henmơ đã tách được nguyên tố ở dạng bột kim loại, nhưng thực ra thì còn lẫn nhiều hợp chất cacbua.

Mãi gần bốn chục năm về sau, khi mà cả Sele lẫn Henmơ đều không còn sống nữa, người đồng hương rất có tên tuổi của họ là Becxêliut mới điều chế được molipđen tương đối tinh khiết và xác định được nhiều tính chất của nó.

Cũng giống như nhiều anh em của mình trong hệ thống tuần hoàn, molipđen hoàn toàn không chịu nổi các tạp chất lạ, và dường như để tỏ ý phản đối, nó thay đổi những tính chất của mình đến tận gốc. Vài chục phần triệu, thậm chí chỉ vài phần triệu oxi hoặc nitơ cũng làm cho molipđen có độ giòn cao. Chính vì vậy mà trong nhiều sách hướng dẫn về hóa học xuất bản hồi đầu thế kỷ XX, người ta đã khẳng định rằng, molipđen hầu như không chấp nhận sự gia công cơ học. Thực ra thì molipđen nguyên chất tuy có độ cứng cao nhưng vẫn là một thứ vật liệu khá dẻo, tương đối dễ cán và dễ rèn.

Dòng đầu tiên trong "sổ lao động" của molipđen được ghi cách đây đã vài trăm năm, khi mà người ta bắt đầu sử dụng khoáng vật molipđenit là bút chì để viết trên bảng đá (một điều thú vị là trong tiếng Hy Lạp, hiện nay cây bút chì vẫn được gọi là "molybdos"). Cũng như grafit, molipđenit gồm vô số những vảy mỏng mà kích thước của chúng nhỏ đến nỗi nếu xếp lớp nọ chồng lên lớp kia thì chiều cao của "ngôi nhà chọc trời" gồm 1600 tầng vảy ấy chỉ bằng.. một micron. Chính nhờ các vảy này nên molipđenit biết viết và vẽ: Nó để lại vết màu xám hơi xanh trên giấy.

Ngày nay, chúng ta không gặp loại bút chì bằng molipđenit nữa, vì grafit đã độc quyền làm chủ ngành công nghiệp bút chì. Nhưng molipđen đisunfua (tên hóa học của molipđenit) đã được sử dụng vào việc khác. Tuy nhiên, trước khi tìm hiểu vấn đề này, chúng ta hãy nghe kể một câu chuyển nhỏ sau đây.

Chuyện này xảy ra trên xa lộ Ximferôpon trong thời gian chạy thử nghiệm loạt ô tô "Zaporojetz". Mọi việc đều diễn ra trôi chảy, nhưng bỗng nhiên, một chiếc xe đang chạy hết tốc lực chợt quay lật ngửa ở một chỗ hoàn toàn bằng phẳng. May thay, những người ngồi trong xe chỉ "hết hồn" thôi. Nguyên nhân sự cố vẫn là một điều bí ẩn cho đến khi người ta tháo tung chiếc xe cho đến tận từng "mẩu xương" nhỏ. Hóa ra là một trong những bánh răng của hộp chuyển động đáng lẽ phải quay tự do trên ống lót bằng thép thì lại bị bó chặt vào ống lót đó. Tất nhiên là kiểu hãm như vậy xảy ra rất đột ngột.

Để cho sau này không tái diễn những sự cố như vậy nữa, người ta phải chọn chất bôi trơn thích hợp. Thế là người ta nhớ đến molipđenit, hay nói chính xác hơn là nhớ đến khả năng bong ra thành từng vảy cực kỳ mỏng của nó. Chính những vảy đó là chất bôi trơn rất tốt cho các chi tiết cọ xát nhau trong hộp truyền động.

Nếu nhúng chớp nhoáng một chi tiết bằng thép vào một chất lỏng chỉ chứa có 2 % molipđen đisunfua thôi thì bề mặt chi tiết sẽ được bao phủ bởi một lớp mỏng chất bôi trơn rắn rất tuyệt diệu. Tuy vậy, chất bôi trơn này lại có một kẻ thù nguy hiểm - đó là nhiệt độ cao. Khi bị nung nóng, molipđen đisunfua liền biến thành molipđen anhiđrit là chất tuy không làm hư hỏng bề mặt của chi tiết máy, nhưng đáng tiếc là nó không có những tính chất bôi trơn. Vậy làm thế nào để tránh được hiện tượng này?

Thì ra trước khi tráng lớp molipđen đisunfua, cần phải xử lý chi tiết máy trong bể phốt phát nóng. Khi đó các hạt đisunfua chui vào những lỗ rất nhỏ của lớp fotfat và trên bề mặt chi tiết hình thành một màng bôi trơn cực kỳ mỏng, có khả năng chịu đựng được tải trọng rất lớn - chừng vài tấn trên một centimet vuông. Những ống lót được phủ màng này đã được thử nghiệm trong các chế độ làm việc rất nặng nề, song không có trường hợp nào bị bó chặt vào trục. Từ đó, loại xe "Zaporojetz" đã chuyển bánh dọc ngang trên khắp đất nước Xô - viết mà không một cụm truyền động nào bị kẹt nữa.

Tác dụng tốt của molipđen đisunfua đối với bề mặt của thép không những chỉ ở chỗ tạo ra được lớp màng bôi trơn mà thôi: Nếu xử lý dụng cụ cắt gọt bằng molipđenit thì dụng cụ đó trở nên bền hơn và có tuổi thọ cao hơn. Khi một số ông thợ cạo biết được tính chất kỳ diệu này của molipđenit thì với đầu óc thực tế hơn người, họ ứng dụng ngay vào việc làm của mình.

Nhưng chúng ta hãy trở lại với molipđen. Nhờ có tính chất khó chảy và hệ số nở nhiệt thấp nên kim loại này được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật điện, trong điện tử học vô tuyến, trong kỹ thuật nhiệt độ cao. Những cái móc mà trên đó treo "sợi tóc" bằng vonfram trong các bóng đèn điện thông thường đều được làm bằng molipđen. Giả sử sợi tóc bằng vonfram để phát ra ánh sáng ấy được hàn trực tiếp vào lõi thủy tinh của bóng đèn thì thủy tinh sẽ dạn nứt ngay do sự nở nhiệt của vonfram, còn molipđen thì hầu như không giãn nở khi bị đốt nóng nên không gây ra tai họa cho thủy tinh. Anôt, cực lưới và nhiều chi tiết khác của đèn điện tử, của các ống phóng tia rơngen cũng được chế tạo bằng molipđen. Như một thứ vật liệu kết cấu, molipđen còn được sử dụng trong các lò phản ứng năng lượng hạt nhân. Các dây điện trở bằng molipđen tỏ ra khá tốt khi được dùng làm bộ phận nung nóng trong lò điện chân không kiểu điện trở có công suất lớn, nơi sản sinh ra nhiệt độ rất cao. Trong số các hiện vật trưng bày tại bảo tàng kỹ thuật tổng hợp Maxcơva, người xem sẽ thấy một chiếc thuyền nhỏ bằng molipđen, trong đó nuôi một tinh thể granat nhôm - ytri nhân tạo.

Mỹ đã chế tạo một loại thủy tinh rất độc đáo, "biết" thay đổi màu sắc của mình tùy theo.. thời gian trong ngày. Dưới tác động của ánh sáng mặt trời, thủy tinh có màu xanh nước biển, còn khi bóng tối bao trùm thì nó lại trở nên trong suốt. Hiệu ứng này xảy ra là nhờ molipđen hoặc được pha vào thủy tinh nóng chảy hoặc được làm thành một màng mỏng đặt giữa hai lớp kính.

Các hợp kim molipđen bền nhiệt là vật liệu tuyệt vời để chế tạo các chi tiết quan trọng của tên lửa vũ trụ, của động cơ tên lửa và gờ cánh của máy bay siêu âm. Còn hợp kim comocrom gồm coban, molipđen và crom thì được sử dụng trong y học: Từ hợp kim này người ta chế tạo "phụ tùng" cho.. con người. Đúng thế, hãy đừng ngạc nhiên! Comocrom chung sống dễ dàng với các mô của cơ thể người, nó được các nhà phẫu thuật sử dụng rất có hiệu quả vào việc thay thế các khớp xương bị hư hỏng.

Ở Babilon xưa kia, khi làm nhà ở, những người thợ xây đã dùng lau sậy để làm cốt cho đất, còn ở Hy Lạp cổ đại, khi xây dựng các cung điện và đền đài, người ta đã dùng thanh sắt để gia cố cho những cột đá hoa cương. Nguyên tắc này là cơ sở để tạo nên một loại vật liệu kết cấu mới, hiện đại - đó là vật liệu phối trí, vì đây là sự phối hợp của hai hoặc một số thành phần không đồng chất. Mỗi thành phần đảm nhận một phận sự riêng: Chẳng hạn, một số thì để chống sự nung nóng, chống mài mòn hoặc chống các môi trường xâm thực; một số thành phần khác thì chống sự kéo căng. Sự "phân công lao động" như vậy giúp cho nhiều kết cấu trở nên gon nhẹ được rất nhiều, mà điều đó thì rất quan trọng đối với kỹ thuật hàng không và kỹ thuật vũ trụ. Bằng cách thay đổi tỷ lệ giữa các thành phần, có thể tạo nên những vật liệu có độ bền, sức chịu nóng, mođun đàn hồi và những tính chất cần thiết khác đã định trước. Đối với nhiều kim loại dẻo (niken, coban, titan v. V.) thì dây molipđen đóng vai trò "nòng cốt" rất tốt để nhận lấy tải trọng kéo mà các kim loại kia không đủ sức chịu đựng: Nhờ cái lõi này mà những đặc trưng về độ bền của vật liệu có thể được nâng cao lên rất nhiều.

Các hợp chất của molipđen có công dụng rất đa dạng. Nhờ có molipđen nên các loại men gốm sứ có khả năng bao phủ rất cao. Các chất màu chứa molipđen được sử dụng để sản xuất đồ gốm và các chất dẻo trong công nghiệp thuộc da, lông thú và công nghiệp dệt. Molipđen oxit được dùng làm chất xúc tác trong việc chưng cất dầu mỏ và trong các quá trình hóa học khác. Trong hóa học phân tích, amoni molipđat đã được sử dụng ngót một thế kỷ rưỡi nay - đó là một chất thuốc thử quan trọng, giúp các nhà hóa học xác định được hàm lượng fotfo trong quặng, trong thép, trong các hợp kim và nhiều vật liệu khác.

Như chúng ta thấy đấy, molipđen có đủ việc. Thế mà tới giờ chúng ta mới chỉ nghe nói về các công việc phụ, mà chưa được nghe một lời nào về công việc quan trọng nhất của nó. Chúng ta hãy nhớ lại là từ ngay đầu câu chuyện, molipđen đã được mệnh danh là người bạn đồng minh trung thành của sắt. Về "tình bạn" giữa sắt và molipđen này, chúng ta sẽ được nghe kể tỉ mỉ dưới đây - chính ngành luyện kim đã dùng tới ba phần tư số molipđen khai thác được trên trái đất để luyện các loại thép chuyên dụng. Ở nước Nga, loại thép chứa nguyên tố này lần đầu tiên ra lò vào năm 1886 tại nhà máy Putilop ở Petecbua. Tuy nhiên, việc sử dụng molipđen để cải thiện các tính chất của thép thì còn có lịch sử lâu hơn nhiều.

Một thời gian dài, không ai khám phá ra được điều bí mật: Tại sao gươm của các võ sĩ đạo Nhật Bản lại rất sắc. Nhiều thế hệ các nhà luyện kim đã uổng công nấu luyện một thứ thép tương tự như loại mà ở đất nước mặt trời mọc hồi thế kỷ XI - XIII người ta đã dùng để rèn gươm giáo. Cuối cùng, bí quyết này đã được khám phá: Trong thứ thép bí ẩn ấy, ngoài các nguyên tố khác, còn có molipđen. Nguyên tố này "tinh khôn" lắm, nó đồng thời vừa tăng độ cứng vừa tăng độ dai của thép, mà đáng lẽ ra, sự tăng độ cứng thường đi đôi với sự tăng độ giòn.

Sự kết hợp cả độ cứng và độ dai cao là điều vô cùng cần thiết đối với loại thép làm vỏ bọc chiến xa. Vỏ bọc của loại xe tăng do Anh và Pháp hợp tác chế tạo xuất hiện năm 1916 trên các chiến trường hồi chiến tranh thế giới thứ nhất đã được làm bằng thép mangan, tuy cứng nhưng lại giòn. Tiếc thay, cái áo giáp cồm cộm dày tới 75 milimet này đã bị đạn của pháo bịnh Đức chọc thủng y như chọc vào thùng bơ vậy. Nhưng chỉ cần pha thêm vào thép chừng 1, 5 - 2 % molipđen thì các xe tăng ấy trở nên bất khả xâm phạm, mặc dầu chiều dày của tấm vỏ bọc đã được giảm xuống gần ba lần.

Vậy thì giải thích như thế nào về sự tái sinh kỳ diệu như vậy của lớp vỏ bọc bằng thép? Vấn đề là ở chỗ molipđen kìm hãm sự lớn lên của các hạt trong quá trình kết tinh của thép, chính vì vậy, nó làm cho thép có cấu trúc đồng nhất, mịn hạt, tạo nên những tính chất quý báu cho hợp kim. Tính giòn sau khi ram là thuộc tính của đa số các loại thép điều chất. Còn các loại thép chứa molipđen thì không mắc chứng bệnh này, nhờ vậy, chúng có thể qua nhiệt luyện mà vẫn không phát sinh ứng suất bên trong. Molipđen nâng cao rõ rệt tính thấm tôi của thép. Được điều chất bằng nguyên tố này, thép giữ được độ bền đáng kể ở nhiệt độ cao và có sức kháng chảy lớn. Vonfram cũng có ảnh hưởng tương tự như vậy đối với các tính chất của thép, nhưng tác động của molipđen chẳng hạn, đối với độ bền của thép vẫn cao hơn hẳn: 0, 3 % molipđen có thể thay thế 1 % vonfram, mà vonfram thì khan hiếm hơn.

Thép molipđen không phải chỉ để làm vỏ bọc xe thiết giáp mà còn để làm nòng súng trường và nòng đại bác, làm các chi tiết máy bay và ô tô, làm các nồi hơi và tuabin, làm các dụng cụ cắt gọt và lưỡi dao cạo. Molipđen còn có tác dụng tốt đối với các tính chất của gang: Nó làm cho độ bền và khả năng chống mài mòn của gang tăng lên.

Sở dĩ molipđen có khả năng điều chất rất tốt là vì nó cũng có mạng tinh thể giống như sắt. Bán kính nguyên tử của molipđen và sắt gần bằng nhau. Mà đã là họ hàng thân thích thì thường dễ thông cảm cho nhau. Tuy nhiên, molipđen không phải chỉ thân thiết với sắt mà thôi. Các hợp kim của molipđen với crom, coban, niken đều có khả năng chống axit rất tốt và được sử dụng để chế tạo khí cụ hóa học. Khả năng chống mài mòn cao là nét đặc trưng cho một số hợp kim của các nguyên tố này. Các hợp kim của molipđen với vonfram có thể thay thế platin. Để chế tạo các đầu mối tiếp xúc trong kỹ thuật điện, người ta sử dụng các hợp kim của molipđen với đồng và bạc.

Trong kỹ thuật làm lạnh, các chất khí nén, nhất là khí nitơ, được sử dụng rộng rãi. Để giữ được khí này ở trạng thái lỏng, phải có nhiệt độ rất thấp - đến âm 200 độ C. Ở nhiệt độ như vậy, các loại thép thông thường sẽ trở nên giòn như thủy tinh. Các bình chứa nitơ lỏng đều được chế tạo bằng thép chịu lạnh đặc biệt, nhưng trong một thời gian dài, loại thép đó có một nhược điểm nghiêm trọng: Các mối hàn trên đó có độ bền thấp. Chỉ molipđen mới khắc phục được nhược điểm này. Trước đây, người ta pha crom vào các vật liệu làm que hàn, nhưng crom lại gây nên sự rạn nứt các rìa mối hàn. Các cuộc nghiên cứu đã cho thấy rằng, molipđen thì khác hẳn, nó ngăn chặn được sự tạo nên các vết nứt. Sau nhiều lần thí nghiệm, người ta đã tìm được thành phần tối ưu của chất pha; trong đó phải có 20% molipđen. Bây giờ, các mối hàn cũng đủ sức chịu đựng độ lạnh - 200 độ C như chính bản thân thép làm vỏ bình vậy.

Molipđen còn giúp thép một việc đặc biệt nữa: Nếu trộn bột molipđen mịn với axit ascobic (vitamin C) thì sẽ tạo thành một hỗn hợp bảo vệ được thép và các kim loại khác khỏi bị ăn mòn. Thế là, vitamin không những bổ ích cho con người mà còn bổ ích cho các cả kim loại nữa.

Trên đồng ruộng nông nghiệp, molipđen làm việc cũng rất hiệu quả. Một số nguyên tố bón cho đất đai hoặc pha vào thức ăn gia súc với lượng rất nhỏ thôi cũng đủ làm nên những điều kỳ diệu. Molipđen cũng là một nguyên tố có phép lạ như vậy. Những liều lượng cực nhỏ của nguyên tố vi lượng này sẽ góp phần nâng cao rõ rệt năng suất và cải thiện chất lượng của nhiều loại cây trồng. Các loại cây họ đậu rất ưa thích molipđen. Hạt đậu giống được xử lý bằng amoni molipđat thì dù có gieo trên đất thường cũng sẽ cho năng suất thu hoạch cao hơn một phần ba so với mức bình thường. Molipđen tập trung ở các nốt sần trong bộ rễ của các cây họ đậu, giúp chúng hấp thụ nitơ của khí quyển - một thành phần vô cùng cần thiết cho sự phát triển của thực vật. Nhờ có molipđen nên hàm lượng các anbumin, chất diệp lục và vitamin trong các mô thực vật tăng lên. Nhưng nguyên tố này hoàn toàn không ban phát ân huệ cho tất cả mọi loại thực vật: Đối với một số loài cỏ dại, nó lại có tác dụng hủy diệt.

Các nhà bác học Nhật Bản ở trường đại học tổng hợp Osaka đã tiến hành các cuộc khảo nghiệm khác thường. Khi phân tích tàn còn lại của tóc cháy bằng các phương tiện cực kỳ hiện đại, họ đã đi đến kết luận rằng, màu của tóc phụ thuộc vào hàm lượng tế vi của các kim loại trong tóc. Chẳng hạn, tóc sáng màu thì chứa nhiều niken, tóc vàng thì giàu titan. Nếu những người có bộ tóc màu hung không hài lòng về bộ tóc đó, thì họ cần đề đạt nguyện vọng với molipđen: Theo ý kiến của các nhà sắc tố học Nhật Bản, chính molipđen làm cho tóc có màu như vậy. Có lẽ, nếu quả thật có tồn tại một "Hội tóc hung" mà đã bị Serloc Honmes (Sherlock Holmes (nhân vật trong nhiều truyện trinh thám của nhà văn Anh Actua Conan Đoilơ (Arthur Conan Doyle) (N. D)) vạch mặt, thì hoàn toàn có thể dùng ký hiệu của molipđen để vẽ lên biểu tượng của hội này.

Nguyên tố molipđen đã cung cấp cho nhà bác học nổi tiếng (người Anh) trong lĩnh vực sinh học phân tử, người được trao tặng giải thưởng Noben Franxit Cric (Francis Crick) và bạn đồng nghiệp của ông là giáo sư Oren (Orell) một lý do để đề xuất giả thuyết cho rằng, sự sống trên trái đất có nguồn gốc từ hành tinh khác. Như chúng ta đều biết, cơ chế di truyền của tất cả các sinh vật đều có cơ sở ở cùng một mật mã di truyền. Theo ý kiến của các nhà sinh học, sự đồng nhất như vậy chứng tỏ rằng, toàn bộ sự sống trên trái đất đã được phát triển lên từ cùng một tập đoàn vi sinh vật. Mà bởi vì molipđen - một nguyên tố tương đối ít gặp trên hành tinh của chúng ta, lại là bạn đồng hành không thể thiếu được của các quá trình sinh học, nên có thể giả định rằng, tập đoàn nguyên sơ này đã rơi từ một thiên thể khác giàu molipđen tới trái đất. Giả thuyết này rất đáng chú ý, mặc dù trong đó có khá nhiều chỗ chưa được ổn lắm.

Tiếc thay, đôi khi molipđen lại dính líu vào những việc mà hoàn toàn không thể gọi là tốt đẹp. Những cuộc nghiên cứu do các nhà khoa học Xô - viết tiến hành trong một cuộc thám hiểm biển khơi đã cho thấy mặt tiêu cực trong hoạt động của molipđen.

Cuối năm 1966, chiếc tàu "Mikhain Lơmanôxop" đã rời bến cảng Vlađivôxtoc. Con tàu nghiên cứu khoa học đặc biệt này có nhiệm vụ khảo sát các khu vực khác nhau của đại dương và xác định mức độ ô nhiễm phóng xạ của chúng. Con tàu rẽ sóng chạy trên đại dương trong nhiều tháng, và trong thời gian đó, mọi người trên tàu đều giống như những người lính biên phòng, phải thường xuyên túc trực bên các khí cụ nhạy cảm là những máy đếm Geiger, bất cứ lúc nào cũng sắn sàng phát giác sự xuất hiện của các "vị khách phóng xạ".

Một hôm, con tàu chuẩn bị vượt qua xích đạo tại một vùng biển hoang vắng nhất của Thái Bình Dương. Bao ngày đêm ròng rã, những cánh quạt quay tít với tốc độ lớn để hút hàng ngàn mét khối khí biển rồi đưa vào các bộ phận lọc nhằm giữ lại những hạt bụi có kích thước thậm chí chỉ vài phần trăm micron. Cứ sau một khoảng thời gian nhất định, đem đốt các màng lọc cùng với bụi bặm đọng lại trên đó, rồi nhờ các khí cụ có độ nhạy cao để xác định độ phóng xạ của tro vừa tạo thành. Bỗng nhiên, các máy đếm Geiger báo hiệu: Trong tro có các đồng vị phóng xạ molipđen - 99 và neođim - 147. Chúng sống không lâu lắm: Chẳng hạn, chu kỳ bán hủy của molipđen - 99 là 67 giờ. Bằng các phép đo và phép tính, các nhà khoa học đã xác định được chính xác ngày giờ xuất hiện của các vị khách không mời này là ngày 28 tháng 12 năm 1966. Mà quả thật, theo thông báo của Tân Hoa Xã, ngày hôm ấy, Trung Quốc đã thử nghiệm vũ khí hạt nhân của họ. Chỉ sau vài ngày đêm, gió đã mang các mảnh vỡ phóng xạ đi xa hàng ngàn dặm.

Nói cho công bằng thì cần phải nhận thấy rằng, trong cái trò chơi với lửa đầy nguy hiểm này, molipđen chỉ đóng vai trò rất khiêm tốn. Còn trong tương lai gần đây, chúng ta có quyền hy vọng rằng, các lực lượng hòa bình sẽ phấn đấu để đi đến việc cấm hoàn toàn các cuộc thử nghiệm vũ khí hạt nhân. Khi đó molipđen sẽ hoàn toàn không tham gia vào các sự kiện không lương thiện này và chỉ hoạt động vì lợi ích của con người mà thôi. Các bạn đã thấy rõ rằng, molipđen rất cần thiết cho con người trong nhiều mục đích khác nhau và cần với khối lượng khá lớn. Vậy thì trữ lượng các nguyên tố này trên hành tinh của chúng ta là bao nhiêu?

Phần của molipđen chỉ vẻn vẹn 0, 0001 % tổng số tất cả các nguyên tố trong vỏ trái đất. Về mức độ phổ biến trong thiên nhiên thì nó chiếm vị trí khá khiêm tốn trong dãy các nguyên tố của bảng hệ thống tuần hoàn Đ. I. Menđelêep - vào khoảng thứ sáu mươi. Tuy nhiên, các mỏ kim loại này cũng thấy ở nhiều nơi trên trái đất.

Nếu như hồi đầu thế kỷ của chúng ta, lượng molipđen khai thác được mỗi năm chỉ vẻn vẹn có vài tấn, thì trong những năm chiến tranh thế giới thứ nhất, sản lượng kim loại này đã tăng gần 50 lần (vì rất cần cho vỏ xe thiết giáp). Trong thời kỳ sau chiến tranh, việc khai thác quặng molipđen đã giảm đột ngột, nhưng sau đó, khoảng từ năm 1925 trở đi, việc sản xuất kim loại này lại tăng lên và đạt đến mức cao nhất (30 ngàn tấn) vào năm 1943, tức là trong thời kỳ chiến tranh thế giới thứ hai. Vì vậy, không phải ngẫu nhiên mà người ta gọi molipđen là "kim loại quân sự".

Trên lãnh thổ Liên Xô, một mỏ quặng molipđen rất lớn đã được phát hiện năm 1934 ở bắc Capcazơ do nữ sinh viên địa chất Vera Fliorova tìm thấy khoáng vật molipđen ở hẻm sông Bacxan. "Vera đi lang thang suốt mấy giờ liền dọc mương sói và mệt nhoài. Bỗng nhiên nỗi mệt mỏi tan biến mất. Tim cô đập liên hồi không kịp thở. Cô gái sờ đi sờ lại bề mặt sần sùi của một mảnh vỡ thạch anh, những ngón tay mảnh dẻ của cô mân mê khắp mảnh vỡ ấy và một dấu vết xanh nhạt hình mặt trăng hiện lên trên ngón tay. Cô đi thêm hai chục bước nữa rồi lại cúi xuống nhặt lên một hòn đá như vậy. Cô cầm kính lúp soi vào hòn đá có điểm những đốm kim loại. Đúng rồi, không còn nghi ngờ gì nữa: Các đốm kim loại trong thạch anh chẳng phải là cái gì khác mà chính là molipđenit. Quặng molipđen đây rồi!"

Trong cuốn sách viết về Vera Fliorova, tác giả đã kể như vậy về một sự kiện từng trở thành cái mốc quan trọng trong lịch sử của nền công nghiệp về các kim loại hiếm ở Liên Xô. Hai năm sau, một xí nghiệp khai thác quặng molipđen đã được xây dựng tại nơi tìm thấy quặng. Tiếc thay, Vera không được may mắn nhìn thấy thành phố Tưrnưauz mọc lên trên núi cao mà sự ra đời của nó lại gắn bó với cô - một cô gái đáng quý, từ thủa thơ ấu đã mơ ước tìm được loại đá kỳ diệu: Năm 1936, Vera đã chết một cách bi thảm trên núi. Chiếc cầu treo mà cô đã theo nó để qua sông Bacxan bị đổ nhào xuống dòng chảy cuồn cuộn của con sông miền núi. Một trong những quảng trường của Tưrnưauz và đỉnh núi nhô cao trên thành phố hiện mang tên Vera Fliorova. Trên một sườn núi ở cạnh một đường phố náo nhiệt, nổi lên một tường đài khiêm tốn. Những đám mây lững lờ và trang nghiêm trôi trên tượng đài, và xa xa, những toa xe goòng chở những loại đá diệu kỳ trượt theo những sợi cáp thép.

Quặng molipđen chủ yếu được chế biến thành feromolipđen để dùng trong việc luyện thép có chất lượng cao và chế tạo các loại hợp kim đặc biệt. Những thí nghiệm công nghiệp đầu tiên về điều chế feromolipđen đã được thực hiện hồi cuối thế kỷ XIX. Năm 1890 đã ra đời phương pháp điều chế hợp kim này bằng cách dùng molipđen oxit để khử quặng. Nhưng trên thực tế, việc sản xuất feromolipđen ở nước Nga thời Sa hoàng chỉ bó hẹp trong những thí nghiệm này mà thôi. Năm 1929, bằng phương pháp nhiệt - silic, người ta đã luyện được loại hợp kim chứa 50 - 65 % molipđen. Những thí nghiệm thành công của V. P. Eliutin hồi những năm 1930 - 1931 đã cho phép ứng dụng phương pháp này vào công nghiệp luyện kim sau này.

Nhưng không phải chi riêng các loại thép chứa molipđen, mà cả những sản phẩm làm bằng molipđen nguyên chất đều rất cần cho kỹ thuật. Thế mà suốt một thời gian dài, người ta không thể tạo được những sản phẩm như vậy. Tại sao? Từ thời xa xưa, người ta đã biết cách làm ra loại bột kim loại này tương đối nguyên chất cơ mà? Tội lỗi chính là tính khó chảy của molipđen - nó không cho phép biến bột này thành kim loại nguyên khối bằng cách nấu chảy. Cần phải tìm những con đường khác. Năm 1907, lần đầu tiên, một sợi dây bằng molipđen ra đời trong những điều kiện của phòng thí nghiệm. Để làm việc đó, người ta đã trộn bột molipđen với một chất keo hữu cơ rồi ép chất bột nhão này qua một lỗ khuôn. Sau đó, đưa sợi keo vừa ép được này đặt vào môi trường khí hiđro và cho dòng điện chạy qua sợi dây đó. Đúng như điều mong đợi, sợi dây bị nung nóng, chất hữu cơ bị cháy, còn kim loại thì chảy mềm ra và đọng lại trên sợi dây (khí hiđro dùng để giữ cho molipđen không bị oxi hóa khi bị đốt nóng).

Ba năm sau đó, người ta đã cấp bằng phát minh về việc điều chế các kim loại khó chảy, đặc biệt là molipđen, bằng phương pháp luyện kim bột - phương pháp mà hiện nay vẫn còn đang được sử dụng. Bột kim loại được ép lại rồi thiêu kết, sau đó cán hoặc kéo thành sợi. Dải hoặc sợi đó có thể sử dụng ngay trong kỹ thuật.

Ở Liên Xô, từ năm 1928 đã bắt đầu sản xuất sợi molipđen và ba năm sau thì đạt sản lượng 20 triệu mét.

Trong những năm gần đây, để sản xuất molipđen người ta đã bắt đầu sử dụng các phương pháp nấu luyện bằng lò hồ quang trong chân không, bằng chùm tia điện tử và bằng cách nung cục bộ. Nhờ các phương pháp này, công việc nấu luyện đạt được kết quả mỹ mãn hơn.

Chúng ta đã nói rằng, trữ lượng quặng molipđen trong vỏ trái đất rất hạn chế. Vậy qua một thời gian nữa, thứ quặng này liệu có cạn kiệt không và khi đó con người sẽ lấy đâu ra thứ kim loại rất cần thiết này?

Không sao đâu, chúng ta có thể yên tâm về số phận của con cháu mình. Đúng thế, ngoài vỏ trái đất, nước biển và đại dương chứa những lượng khổng lồ các nguyên tố khác nhau. Nếu lấy tài nguyên ở biển và chia đều cho mọi cư dân trên hành tinh này thì mỗi người chúng ta sẽ trở thành người chủ của những kho báu giàu có vô kể. Chỉ cần nói một điều này cũng đủ rõ: Riêng vàng thôi, hải vương có thể lấy từ các kho tàng của mình để phân phát cho mỗi người khoảng ba tấn. Đấy, quả thật là đáy biển bằng vàng! Còn về molipđen thì mỗi người chúng ta sẽ nhận được khoảng 100 tấn.

Chỉ có điều là phải cố gắng tìm cho ra cái chìa khóa để mở những cái hòm xanh của Hải vương. Nhưng rồi sẽ tìm được. Nhất định sẽ tìm được.

"Còn nữa"

 

Kim loại của mặt trăng

Ag

Bấm để xem

Thắng hết trận này đến trận khác, quân của Alecxanđre xứ Makeđonia ào ạt tiến về phía đông. Ba Tư rồi Phenicia, Ai Cập rồi Babilon, Bactria rồi Sogdiana lần lượt bị chinh phục. Năm 327 trước công nguyên, quân Hy Lạp tràn đến biên giới Ấn Độ. Tưởng như không có sức mạnh nào chặn được đạo quân thiện chiến của vị tướng lừng danh đó. Nhưng bỗng nhiên, quân Hy Lạp bắt đầu mắc bệnh nặng hàng loạt về đường tiêu hóa. Những người lính gầy còm và kiệt sức đã nổi loạn, đòi trở về quê hương. Mặc dầu sự khát khao những chiến công mới đang lôi cuốn nhà vua, ông vẫn buộc lòng phải lui quân.

Nhưng có một điều đáng chú ý: So với binh lính thì các tướng lĩnh Hy Lạp bị bệnh ít hơn nhiều mặc dầu họ đã chia xẻ với tướng sĩ những nỗi gian lao vất vả của cuộc đời chinh chiến.

Các nhà bác học phải mất hơn hai ngàn năm mới tìm được nguyên nhân của hiện tượng bí ẩn đó: Thực chất là các binh lính của quân đội Hy Lạp thời ấy giờ đã uống nước đựng trong cốc bằng thiếc, còn các tướng lĩnh thì dùng cốc bằng bạc. Mà bạc thì có một tính chất kỳ diệu: Khi hòa tan trong nước, nó giết chết các vi khuẩn gây bệnh có mặt trong đó, thêm vào đó, để khử trùng cho một lít nước chỉ cần vài phần tỷ gam bạc là đủ. Chính vì vậy, nhóm người có vai vế trong quân đội vốn dùng cốc chén bằng bạc nên mức độ nhiễm bệnh ở họ ít hơn hẳn so với ở những người lính bình thường.

Nhà viết sử thời cổ Herođot kể rằng, ngay từ thế kỷ VI trước công nguyên, trong thời gian tiến hành rất nhiều các cuộc chính chiến, vua Ba Tư là Kyros đã chứa nước uống trong những bình "linh thiêng" bằng bạc. Trong các sách tôn giáo Ấn Độ cũng gặp những đoạn nói rằng, người ta dùng thỏi bạc nung đỏ nhúng vào nước để khử trùng cho nước. Tại nhiều nước đã có tục lệ ném xuống giếng vài đồng tiền bạc để "cúng giếng".

Có lẽ ta có thể coi tác dụng làm sạch nước của bạc là nghề nghiệp cổ xưa nhất của kim loại này, mà ngay cả hiện nay nó cũng không từ giã nghề ấy: Các ion bạc giúp cho việc bảo quản nước uống dự trữ cho các nhà du hành vũ trụ trên trạm quỹ đạo "Chào mừng".

Đôi khi, do tính ngang tàng của một số nhân vật quyền quý mà bạc đành phải làm những việc hoàn toàn vô nghĩa. Chẳng hạn, hoàng đế La Mã Nêrong vốn nổi tiếng về thói hoang phí đã không tìm được việc gì hay ho hơn là việc đóng móng bạc cho hàng ngàn con la của mình. Nhưng đó cũng chỉ là một tình tiết nhỏ mọn trong tiểu sử của kim loại này. Nghề nghiệp cổ xưa thứ hai của bạc - nghề mà bạc đã hiến dâng trọn đời mình, là nghề làm thước đo giá trị, nghĩa là tiền.

Những đồng tiền bằng bạc đầu tiên đã xuất hiện vài thế kỷ trước công nguyên. Plini Bố cho biết, ở La Mã cổ đại, vào năm 269 trước công nguyên, người ta đã đúc những đồng tiền bằng bạc - đó là các đồng denarius. Từ giữa thế kỷ I trước công nguyên, trên các đồng tiền này thường có hình của các hoàng đế. Julius Cesar là vị hoàng đế đầu tiên được hưởng vinh dự đó. Ngay cả hoàng đế Quintillus tuy chỉ giữ được chức vị cao cả này mười bảy ngày vào năm 270 cũng đã kịp để lại cho đời sau những đồng tiền bằng bạc có mặt uy nghiêm của mình.

Dần dần, chủ đề trên các đồng tiền được phát hành ở các nước càng trở nên đa dạng hơn và đôi khi rất kỳ quặc. Chẳng hạn, năm 1528, ở xứ Bôhemi đã lưu hành những đồng tiền bằng bạc, trên đó in hình một người rừng, một tay cầm cây chùy, một tay cầm ngọn nến. Vì những công trạng gì mà con người hoang dã này đã nhảy được vào đồng tiền bằng bạc?

Theo truyền thuyết kể lại thì một người hoang dã ở miền rừng núi Bohemi biết nhiều người đi tìm bạc nên đã đến gặp những người đó, thắp một ngọn nến và gọi họ đi theo mình. Mọi người đi theo người rừng này một hồi lâu, rồi bỗng nhiên, ngọn nến tắt phụt và chính người rừng biến mất. Tại nơi xảy ra sự việc này, người ta đã tìm thấy một mỏ rất nhiều bạc.

Ở nước Nga, những đồng tiền bằng bạc do chính người Nga làm ra đã xuất hiện vào khoảng thế kỷ IX - X. Hiện nay còn giữ lại được những đồng tiền bằng bạc của công tước nước Nga là Vlađimia. Trên một mặt, có hình công tước ngồi trên "ngai" (là một cái bàn), còn trên mặt kia thì có hình gia huy của công tước. Trên đồng tiền có đề hàng chữ: "Vlađimia ngự trên ngai, còn đây là bạc của ngài".

Hồi thế kỷ XII - XIII, tiền bằng bạc không lưu hành ở nước Nga nữa. Thời bấy giờ, các vùng đất đai từng hợp nhất lại thành nước Nga Kiep bị phân chia thành các công quốc riêng biệt, nên không có đồng tiền thống nhất cho cả nước nữa. Các nhà sử học đã gọi thời gian này là thời kỳ không có tiền tệ. Những thỏi bạc gọi là gripna, nặng chừng 200 gam lại bắt đầu được dùng làm tiền tệ. Sức mua của đơn vị tiền tệ này rất cao: Một gripna có thể mua được 200 bộ lông sóc. Một nhà viết sử thời xưa chép rằng, phải mất hai ngàn gripna bằng bạc mới chuộc được mạng của công tước Igor - người đã bị dân Polovet bắt giữ vào năm 1185.

Đồng gripna nặng trình trịch không phải lúc nào cũng thuận tiện cho việc chi tiêu, bởi vì không phải chỉ cần để chuộc mạng các vị công tước, mà còn cần để thực hiện các giao dịch buôn bán và tài chính ít quan trọng hơn. Vậy là cần phải có những đồng tiền nhỏ hơn: Người ta chặt đồng gripna ra làm đôi. Từ đó mà có những đồng rúp (Trong tiếng Nga, "rubit" nghĩa là "chặt", vì vậy mà xuất hiện chữ "rubi" để chỉ đơn vị tiền tệ (N. D)) .

Ách thống trị của người Mông Cổ - Tacta đã kìm hãm sự khôi phục việc đúc tiền ở nước Nga. Đồng tiền "dirgema" hoặc "denga" (theo tiếng Tacta, "denga" nghĩa là "kêu leng keng") do Lũ Rợ Vàng (Trong ngôn ngữ châu Âu, quân viễn chinh của người Mông Cổ - Tacta hồi thế kỷ XII được gọi là "Lũ Rợ Vàng" : Golden Horde) tung ra đã một thời lưu hành ở Nga. Dần dần từ "denga" chuyển thành "dengi" (nghĩa là "tiền" trong tiếng Nga).

Mãi đến giữa thế kỷ XIV, khi nhân dân Nga đã làm suy yếu ách thống trị Mông Cổ - Tacta, ở Nga lại bắt đầu có tiền riêng. Năm 1534, trong thời gian trị vì của Elena Glinxkaia (mẹ của Ivan Hung bạo), hệ thống tiền tệ thống nhất cho toàn quốc gia Nga đã hình thành. Trên đồng tiền nhỏ bằng bạc có hình một kỹ sĩ cầm gươm; đồng tiền này được gọi là "tiền có gươm". Còn trên những đồng tiền cũng bằng bạc nhưng hơi lớn hơn thì có hình một kỵ sĩ cầm ngọn giáo. Những đồng tiền như vậy được gọi là "tiền có giáo" - từ đấy phát sinh ra từ "côpech" (vì trong tiếng Nga, "kopio" nghĩa là "ngọn giáo").

Hiện nay, thật khó mà truy tìm đến ngọn nguồn, nhưng hẳn là những kẻ làm tiền giả đầu tiên đã xuất hiện ngay từ khi những đồng tiền đầu tiên mới ra đời. Khi khai quật một thôn xóm của người Viking (một bộ tộc ở bắc Âu chuyên nghề buôn bán và cướp bóc ở các vùng ven biển châu Âu từ cuối thế kỷ VIII đến giữa thế kỷ XI - N. D), các nhà khảo cổ học người Anh đã tìm thấy một đồng tiền Ảrập kỳ lạ, từng được phát hành trước đó một ngàn năm. Trong danh mục các hiện vật tìm được, đồng tiền này được ghi nhận là bằng bạc, nhưng chẳng bao lâu sau đã phải đính chính lại, vì phép phân tích bằng tia rơngen đã cho biết rằng, đồng tiền "bằng bạc" này đã được làm bằng đồng và chỉ được bọc một lớp

Bạc mà thôi. Cần phải đánh giá đúng tài nghệ của kẻ làm tiền giả thời xưa: Chất lượng sản phẩm do y làm ra rất cao. Không phải nghi ngờ gì nữa, những người cùng thời với y không có phương tiện phân tích chính xác nên đã coi những đồng tiền giả được làm rất khéo này là tiền thật.

Một vật tương tự khác do các nhà khảo cổ học tìm thấy trong các cuộc khai quật ở gần Tasken cũng rất đáng chú ý: Tại một hố rác của một di chỉ thành phố trung cổ có một "kho tiền" gồm mười sáu đồng "dirgema" bằng bạc từng được phát hành hồi đầu thế kỷ XI tại quốc gia Carakhanit. Sau khi lau sạch những đồng tiền đó thì mới vỡ lẽ ra: Chúng đều được làm bằng đồng và chỉ được "xoa phấn" bạc mà thôi. Nhưng theo các nhà sử học thì triều đại cầm quyền thời bấy giờ chỉ đúc tiền bằng bạc nguyên chất. Các nhà chuyên môn đã đi đến kết luận rằng, đó là những đồng tiền giả. Còn điều này vẫn chưa rõ: Vậy chúng đã rơi vào hố rác bằng cách nào? Có lẽ do nhà cầm quyền đã biết về việc làm ăn phi pháp này, nên để "phi tang", kẻ làm tiền giả đã tạm cất giấu những đồng tiền trong hố rác nhà mình. Thế rồi chúng đã nằm luôn ở đấy ngót cả ngàn năm.

Đến thế kỷ XVII, việc làm tiền giả đã được thực hiện trên quy mô nhà nước. Năm 1654 đã qua. Cuộc chiến tranh quá sức mà nước Nga đã dấy lên với Ba Lan làm cho ngân khố trống rỗng, trong khi nhu cầu về tiền ngày càng tăng thêm. Sa hoàng Alecxây Mikhailovich đã tăng các thứ thuế má rất nặng nề, nhưng nhân dân đã lâm vào cảnh bần cùng nên không thể nộp đủ. Lúc bấy giờ, quan cận thần Feđor Rtisep đã nghĩ ra một cách mà y tưởng là có thể làm giàu cho ngân khố, nhưng thật ra thì đã dẫn đến những hậu quả tệ hại nhất.

Thời bấy giờ, tiền bằng bạc vẫn lưu hành ở nước Nga. Nhưng vì nước Nga không có bạc nên đành phải sản xuất tiền bằng.. tiền nước ngoài. Thông thường để làm việc đó, triều đình đã dùng những đồng tiền tây Âu staler đúc ở Iakhimop (thuộc vùng Czech ngay, nước Tiệp Khắc ngày nay) hoặc còn gọi là đồng "efimok", rồi xóa chữ La tinh trên đó và điền chữ Nga vào.

Theo lời khuyên của Rtisep và của các nhà quý tộc khác, nhà vua đã kiếm lời bằng cách sửa lại giá trị của đồng tiền. Đối với ngân khố, đồng "efimok" trị giá 50 côpech (nửa rúp), vậy mà nhà vua đã ra lệnh dập vào đó con dấu một rúp. Ngoài ra, nhà vua còn ra lệnh cho lưu hành những đồng tiền nhỏ hơn, đúc bằng thứ đồng rẻ tiền và bắt dân phải coi chúng có giá trị như bạc. Theo dự tính của các nhà tài chính trong triều đình thì cuộc cải cách này sẽ đem lại cho ngân khố 4 triệu rúp - cao gấp vài lần tiền thu mọi thứ thuế trong một năm! Đầu óc nhà vua quay cuồng vì những món tiền lớn như thế, nên ông ta đã ra lệnh làm thêm thật nhiều tiền mới, "gấp rút ngày đêm, dốc hết sức lực để nhanh chóng làm ra nhiều tiền".

Những đồng tiền rẻ mạt đã tràn ngập nước Nga. Nhưng sự lưu thông tiền tệ vẫn có những quy luật của nó mà không phụ thuộc vào quyền lực của ai, dù là của vua chúa cũng vậy. Nếu phát hành nhiều tiền hơn mức đã ấn định thì sức mua của đồng tiền sẽ giảm sút, từ đó giá cả mọi hàng hóa đều tăng lên. Điều đó cũng đã xảy ra ở nước Nga. Người dân bình thường rất nhảy cảm với những hậu quả của cuộc cải cách do nhà vua đề ra. Giá bánh mỳ và các thực phẩm khác tăng vọt, thêm vào đó, các nhà buôn chỉ đòi đổi hàng hóa lấy bạc chứ không muốn lấy tiền. Nhưng lấy đâu ra bạc bây giờ khi mà bạc đã bị vơ vét hết về kho của nhà vua? Nạn đói nổi lên trong nước. Sức chịu đựng của người dân đã đến mức tột cùng. Thế là, vào năm 1662, ở Matxcơva đã nổ ra một cuộc khởi nghĩa - đó là "cuộc nổi loạn vì đồng". Cuộc khởi nghĩa này đã bị nhà vua đàn áp khốc liệt, nhưng dù sao dân chúng vẫn đạt được nguyện vọng của mình: Tiền đồng đã bị thu hồi và được thay thế bằng tiền bạc như cũ.

Trong thời gian trị vì của Piôt đệ nhất, việc đúc tiền được tập trung tại xưởng đúc tiền Matxcơva nằm ở quận có tên gọi là "thành phố Trung Quốc". Năm 1711, nghị viện đã "tuyên cáo: Chỉ đúc tiền bằng bạc ở một xưởng đúc tiền ở thành phố Trung Quốc". Về sau, theo chỉ dụ của Sa hoàng, một xưởng đúc tiền khác đã được thành lập ở Petecbua vào năm 1724. Xí nghiệp này - xưởng đúc tiền ở Lêningrat - hiện vẫn hoạt động và gần đây đã kỷ niệm 250 năm ngày thành lập.

Piôt đệ nhất đã sử dụng những biện pháp tích cực để mở rộng việc khai thác vàng và bạc. Mặc dầu nhà vua đã đạt được một số kết quả, song các kim loại quý này vẫn phải mua ở nước ngoài một thời gian dài nữa. Hiện còn giữ được những tài liệu rất đáng chú ý nói lên điều đó. Chẳng hạn, năm 1734, triều đình đã giao cho phó tổng đốc tỉnh Ircutxcơ mua một lượng bạc lớn của Trung Quốc.

Cũng khoảng trong thời gian đó, những người sành sỏi về quặng trong gia đình Akinfi Đemiđop - đại biểu cho triều đại hùng cường của các chủ mỏ ở Uran, đã phát hiện được một số mỏ bạc. Theo luật lệ nhà nước hiện hành lúc bấy giờ thì quặng bạc dù do ai tìm được ở bất cứ đâu cũng đều phải dung vào tài sản của triều đình. Nhưng Đemiđop lại không muốn từ bỏ những của cải mới lọt được vào tay mình. Ông ta bắt đầu đúc tiền riêng của mình, chẳng hề khác tiền của nhà vua một tí nào. Tuy nhiên, vẫn có một sự khác biệt: Tiền của Đemiđop chứa nhiều bạc hơn tiền của nhà vua. Có lẽ đây là trường hợp duy nhất trong lịch sử mà tiền giả lại quý hơn tiền thật.

Nếu có thể tin vào truyền thuyết thì ở Nevianxcơ - lãnh địa của gia đình Đemiđop, có một xưởng đúc tiền bí mật. Trong tầng hầm của một ngọn tháp cao ở đây, những người nô lệ bị xiềng vào tường phải làm tiền giả suốt ngày đêm. Đó là một nhà tù khủng khiếp mà không ai có thể thoát ra khỏi, nên triều đình không thể biết được bí mật của ngọn tháp ở Nevianxcơ. Mặc dầu vậy, những tin đồn về ngọn tháp vẫn lọt đến kinh đô. Ban đầu, đó là những lời đồn đoán, và chính nữ hoàng Anna Ivanopna cũng không dại gì làm tổn hại những mối quan hệ với ông vua chưa thụ phong của xứ Uran này. Thật vậy, người ta kể rằng, một hôm, khi đánh bài với Đemiđop, nữ hoàng thắng cuộc và khi nhận một đồng bạc mới tinh từ tay ông ta, nữ hoàng đã bất ngờ hỏi: "Đây là tiền do ta làm ra hay là do ngươi hả Nikitich?" Đemiđop liền đứng dậy, buông thõng hai tay, cúi đầu và mỉm cười, thưa: "Tất cả chúng tôi đều là của bệ hạ, cả tôi nữa cũng là của ngài, mọi thứ của tôi nữa cũng đều là của ngài!"

Nhưng chẳng bao lâu sau đã xảy ra một sự kiện dẫn đến sự kết liễu cái xưởng đúc tiền bí mật này. Vì sợ cơn thịnh nộ của chủ, một người thợ trong xưởng của Đemiđop đã chạy trốn từ Nevianxcơ về Petecbua. Vừa biết được việc này, Đemiđop liền phái ngay một toán quân truy đuổi sau khi ra lệnh phải bắt kỳ được và giết chết tên đào tẩu, còn nếu không làm được như thế thì phải cấp tốc phi về thủ đô để báo cho nữ hoàng biết "tin mừng" về việc tìm ra mỏ bạc.

Người đào tẩu đã không bị bắt, thế là đành phải báo "tin mừng". Một ủy ban đã được cử đến Nevianxcơ để tiếp nhận mỏ bạc. Hai ngày trước khi ủy ban này đến, Akinfi đã ra lệnh mở các cửa cống ngăn tầng hầm của tháp với hồ nước, thế là tất cả những người thợ ở đây - những nhân chứng về vụ phạm tội của Đemiđop - đã vĩnh viễn ở lại dưới nước.

Từ thời xa xưa, bạc đã được sử dụng làm đồ trang sức: Những bộ đồ để ăn uống, cốc chén, hộp phấn sáp, hộp thuốc lá và những đồ dùng xa xỉ khác đã được làm bằng bạc. Giới quý tộc Nga và Pháp rất ưu chuộng những vật phẩm làm bằng kim loại này. Đối với họ, đồ bằng bạc "gia truyền" có ý nghĩa như tấm danh thiếp chứng tỏ nguồn gốc quyền quý và sự giàu sang của người chủ. Bá tước Orlop là chủ của một bộ đồ bằng bạc mà ngoài ông ta thì chẳng ai có: Bộ đồ này gồm 3275 thứ; để làm ra chúng, phải tốn gần hai tấn bạc nguyên chất!

Những người thợ làm đồ bằng bạc ở Nopgorot đã nổi tiếng từ thời xưa; những người này đã từng lập nên một trường phái về nghề chạm và khắc trên bạc mà không ở đâu bắt chước được. Cốc, tách, chén do họ làm ra đã khiến người đương thời phải khâm phục trước vẻ đẹp của các đường vân hoa. Đã tìm thấy những cứ liệu chứng tỏ rằng, cuối thế kỷ XVI, có khoảng một trăm thợ bạc lành nghề cỡ lớn đã làm việc ở Nopgorot, còn thợ làm đồ lặt vặt như hoa tai, thánh giá, nhẫn thì nhan nhản. Những sản phẩm bằng bạc của các nghệ nhân Nopgorot còn lại đến ngày nay đều được trưng bày tại gian vũ khí, tại bào tàng lịch sử quốc gia và bảo tàng Nga ở Lêningrat.

Bộ đèn chùm đồ sộ của nhà thờ lớn Uxpenxki - một trong những di tích kiến trúc tuyệt với nằm trên địa phận điện Creli ở Maxcơva, được làm bằng bạc nguyên chất. Nguồn gốc của nó khá ly kỳ. Trong thời gian chiến tranh năm 1812, thứ kim loại quý báu này đã bị binh lính Pháp cướp bóc, nhưng do "những trục trặc kỹ thuật" nên không thể chở ra khỏi nước Nga được. Người Nga đã lấy lại bạc từ tay kẻ thù, và để ghi nhớ việc đánh bại quân đội Napolêon, các nghệ nhân Nga tài hoa đã làm ra bộ đèn chùm có một không hai này gồm vài trăm chi tiết mỹ thuật.

Trong thời đại chúng ta, bạc không làm mất đi vai trò của thứ kim loại tô điểm cho cuộc sống của con người, nhưng hiện nay, có lẽ bạc còn có nhiều việc quan trọng và lý thú hơn. Từ năm 1839, khi mà họa sĩ kiêm nhà phát minh người Pháp là Đagar (Louis Jacques Mandez Daguerre) hoàn thiện được phương pháp ghi lại hình ảnh trên các vật liệu cảm quang, thì bạc gắn bó mật thiết số phận của mình với kỹ thuật chụp ảnh. Một lớp bạc bromua cực mỏng tráng lên màng phim hoặc giấy ảnh là "nhân vật hành động" chủ yếu trong quá trình này. Dưới tác động của ánh sáng chiếu vào màng phim, bạc bromua bị phân giải. Khi đó, brom sẽ liên kết hóa học với gelatin có sẵn trong lớp này, còn bạc thì được tách ra dưới dạng những tinh thể vô cùng nhỏ mà ngay cả kính hiển vi thông thường cũng không nhìn thấy được. Mức độ phân giải của bạc bromua phụ thuộc vào cường độ chiếu sáng: Được chiếu sáng càng mạnh thì bạc tách ra càng nhiều. Việc xử lý tiếp theo (hiện hình và định hình) cho phép thu nhận được bản âm trên màng phim, sau đó, khi in lên giấy ảnh thì bản âm trở thành hình ảnh thật. Mặc dầu kỹ thuật chụp ảnh đã được hoàn thiện nhiều qua lịch sử tồn tại hơn một thế kỷ, nhưng nếu không có bạc và hợp chất của bạc thì nó chẳng có ý nghĩa thực tế nào cả.

Các nhà bác học đã tìm cho bạc iođua một công việc lý thú và bổ ích: Họ đã sử dụng nó để chống lại các trận bão nhiệt đới một cách khá hiệu quả. Nhưng làm cách nào vậy? Để giảm bớt sức phá hoại của bão, cần phải "kéo giãn" nó ra, nghĩa là phải nới rộng đường kính của nó. Bạc iođua sẽ giúp chúng ta làm được điều đó: Nó có khả năng làm cho khí ẩm ngưng tụ lại thành mưa. Người ta đã tiến hành những thí nghiệm như vậy. Trong những năm 60, cơn bão "Beila" đã là "nạn nhân" đầu tiên. Người ta cho máy bay thả lơ lửng xuống một "bức màn" bạc iođua có chiều cao 10 kilômet và chiều dài 30 kilômet trên đường đi của bão. Mặc dầu "bức màn" có kích thước đồ sộ như vậy nhưng chỉ cần vài tạ bạc iođua là đủ làm ra nó. Sau khi đụng phải "bức màn", cơn bão "không nghi ngờ" điều gi nên đã cuộn nó lại thành một "cái ống" và nuốt vào tâm bão. Chính lúc đó, bức tường mây xung quanh phần trung tâm của bão tan ra, đổ mưa xuống và tốc độ cơn bão liền giảm xuống đột ngột. Sự thực thì bão không "mất đi", mà sẽ tạo lại thành một bức tường mây nhưng có kích thước lớn hơn trước rất nhiều, nghĩa là bức tường mây này sẽ dịch chuyển chậm hơn hẳn so với trước kia. Sức phá hoại của cơn bão "nhuốm bạc" sẽ giảm hơn trước rất nhiều lần.

Mặc dầu hoạt động của các hợp chất bạc rất hấp dẫn, song những tính chất vật lý và ứng dụng kỹ thuật của chính kim loại này có lẽ còn có sức hấp dẫn hơn. Nguyên do là trong số các kim loại, bạc cùng một lúc giữ luôn ba kỷ lục về ba chỉ tiêu: Khả năng phản xạ ánh sáng, độ dẫn điện và độ dẫn nhiệt. Nhờ tính chất thứ nhất trong số ba tính chất này mà từ giữa thế kỷ trước cho đến ngày nay, bạc được sử dụng vào việc sản xuất gương. Tấm kính được tráng một lớp bạc cực kỳ mỏng chẳng những được dùng làm chiếc gương thường ngày không thể thiếu được trong các gia đình chúng ta, mà còn là công cụ của các thầy thuốc, là chi tiết quan trọng trong kính hiển vi, kính viễn vọng và trong các khí cụ quang học khác.

"Kỹ năng" dẫn điện và dẫn nhiệt tuyệt vời của bạc đã làm cho nó trở thành thứ vật liệu không thể thay thế được trong nhiều thiết bị kỹ thuật điện và vô tuyến điện. Có thể gặp sợi dây dẫn điện bằng bạc trong các khí cụ vật lý chính xác nhất. Bạc được dùng làm vật liệu cho các đầu cực điện của các rơle rất nhạy; các linh kiện quan trọng trong các khí cụ khác nhau cũng được nối với nhau bởi que hàn bằng bạc. Những người thợ giỏi thời cổ đã biết sử dụng bạc vào mục đích này: Trong ngôi mộ của Tutankhamon (Faraoh Ai Cập thuộc triều đại thứ 18, trị vì từ năm 1400 đến năm 1392 trước công nguyên. Ngôi mộ này được khai quật năm 1922 (N. D)) , người ta đã tìm thấy những cái ống bằng đồng gồm các đoạn được hàn nối với nhau bằng bạc.

Để nhấn mạnh vai trò của bạc với tư cách là một thứ vật liệu dùng để hàn nối các chi tiết quan trọng, chúng tôi xin kể một sự việc liên quan với những bước đi ban đầu của ngành chế tạo tên lửa ở Liên Xô. Trong những năm đó, nhóm nghiên cứu chuyển động phản lực được giao nhiệm vụ giải quyết những vấn đề trong lĩnh vực này. Đứng đầu nhóm là kỹ sư trẻ tuổi X. P. Corolep mà lúc bấy giờ chưa mấy ai biết đến. Vì lúc đầu, những người làm việc ở đây là do nhiệt tình, giống như trong các đoàn thể xã hội, nên khi nói đùa, họ đã "giải mã" tên gọi của "hãng" mình thành ra "nhóm kỹ sư làm việc vô ích". Bà M. N. Balanina Corolep - mẹ của vị viện sĩ tương lai, nhớ lại rằng, một hôm, khi về đến nhà, con trai bà hỏi: "Mẹ ơi, nhà ta có cái gì bằng bạc không hở mẹ?". Bà Maria Nikolaepna rất ngạc nhiên về câu hỏi đó, bởi vì bà biết rằng, Xecgây hoàn toàn thờ ơ với tiền bạc cũng như đối với các vật quý. "Để làm gì vậy hở con?"... "

Mẹ hiểu cho có một công việc như thế này.. Cần phải hàn động cơ phản lực. Nhưng chỉ hàn được bằng bạc mà thôi".

Bà Maria Nikolaepna đi ra khỏi phòng, rồi một lát sau bà quay lại với hai chiếc thìa bằng bạc. "Đây, bạc trong nhà ta chỉ có thế" - nói rồi, bà đưa hai chiếc thìa cho con. Chiếc hôn nồng thắm từ đáy lòng của cậu con trai đã là phần thưởng cho người mẹ.

Trong rất nhiều các thiết bị tự động, tên lửa vũ trụ và tàu ngầm, trong các máy tính và thiết bị hạt nhân, trong các phương tiện liên lạc và phát tín hiệu, bao giờ cũng có những tiếp điểm. Suốt trong thời gian phục vụ lâu dài, mỗi tiếp điểm phải làm việc đến hàng triệu lần. Để gánh vác được nhiệm vụ nặng nề như vậy, các tiếp điểm phải chống được sự mài mòn, phải đủ độ tin cậy trong sử dụng, phải đáp ứng được hàng loạt yêu cầu về kỹ thuật điện. Bạc thường được dùng làm vật liệu cho các tiếp điểm. Các nhà chuyên môn không phải than phiền gì về nó, vì bạc đảm đương vai trò này một cách xuất sắc. Nếu được pha thêm các nguyên tố đất hiếm thì bạc sẽ thể hiện những phẩm chất vô cùng cao quý, tuổi thọ của các tiếp điểm như vậy sẽ tăng lên vài lần.

Bạc còn có một đặc điểm nữa là nó có tính dẻo thật đáng kinh ngạc: Có thể cán bạc ra thành lá trong suốt có chiều dày chỉ bằng một phần tư micron (tức là bằng 0, 00025 milimet), còn một hạt bạc nặng một gam thì có thể kéo thành một sợi "tơ nhện" rất mảnh có chiều dài đến hai kilômet!

Bạc nguyên chất là một kim loại màu trắng rất đẹp. Bởi vậy, trong một tác phẩm của mình, M. V. Lơmanôxop đã viết: "Bạc được coi là kim loại cao quý thứ hai. Nó chỉ khác vàng ở màu sắc và sức nặng. Màu của nó trắng đến nỗi, nếu là bạc hoàn toàn nguyên chất và được rót ra ngay sau khi vừa nấu chảy mà chưa cần đánh bóng, thì từ xa đã nhận thấy nó trắng như phấn".

Nhờ có ánh kim sáng ngời nên người Assyria cổ xưa đã gọi bạc là kim loại của mặt trăng và coi là thứ kim loại linh thiêng, cũng như người Ai Cập đã tôn thờ vàng là kim loại màu vàng của mặt trời. Trong các sách về giả kim thuật, bạc được tượng trưng bằng một vầng trăng non. Tên La tinh của kim loại này là "argentum" bắt nguồn ở một từ vay mượn của tiếng Phạn, có nghĩa là "trắng sáng".

Bởi vì đây đang nói đến tên gọi nên chúng tôi xin kể thêm một sự việc không kém phần thú vị. Bản đồ địa lý đã nhiều lần gợi ý cho các nhà bác học khi chọn tên các nguyên tố mới được phát hiện. Hãy nhìn vào bảng hệ thống tuần hoàn, tên các nguyên tố gecmani và franxi, europi và amerixi, scanđi và calofoni sẵn sàng xác nhận với bạn điều đó. Có rất nhiều thí dụ như vậy, còn trường hợp một con sông lớn, thậm chí, cả một quốc gia đã mang một cái tên để ghi nhớ kim loại thì có lẽ trường hợp duy nhất. Thì ra bạc là kim loại được vinh dự đi vào môn "lịch sử cùng với môn địa lý". Điều đó đã xảy ra từ bốn thế kỷ rưỡi trước đây trong bối cảnh như sau.

Đầu thế kỷ XVI, nhà hàng hải người Tây Ban Nha Hoan Điat đơ Xolit (Juan Diaz de Soliz) khi đi

Thuyền dọc theo bờ biển nam Mỹ đã phát hiện ra một cửa sông lớn, và không cần tỏ vẻ khiêm tốn giả

Tạo, ông đã gọi con sông đó bằng tên của chính mình. Mười hai năm sau, thuyền trưởng Xebaxtian

Cabot (Sebastian Cabot) đã ngược thuyền trên dòng sông này. Ông ta kinh ngạc về số lượng bạc mà

Các thủy thủ của ông đã cướp của dân địa phương sinh sống trên hai bờ sông này. Cabot đã quyết đinh

Gọi con sông này là "La Plata", nghĩa là "sông bạc" (theo tiếng Tây Ban Nha, "plata" nghĩa là bạc).

Do đó mà về sau, tên ấy cũng được dùng để gọi đất nước này. Hồi đầu thế kỷ XIX, quyền bá chủ của

Tây Ban Nha đã chấm dứt và để ghi nhớ thời kỳ đau buồn ấy, dân nước này đã La tinh hóa tên gọi của

Đất nước. Thế là trên bản đồ đã xuất hiện tên nước "Achentina".

Còn một truyền thuyết khác, trong đó, bạc cũng hiện hình với tư cách là "cha đỡ đầu" cho một địa danh.

Năm 1577, một đoàn hải thuyền do tên đô đốc "mới ra lò" tên là Franxit Đrây (Francis Drake) chỉ huy đã rời bờ biển nước Anh. Y đã được nữ hoàng Elizabet ban thưởng hàm hải quân rất cao nhờ hoạt động.. cướp biển trong nhiều năm. Cướp bóc các thành phố thuộc quyền Tây Ban Nha ở ven bờ biển Thái Bình Dương ở nam Mỹ vẫn là mục đích của chuyến đi mới này với sự đồng tình bí mật của nữ hoàng. Vốn đã trở thành những "cổ động" hội cướp đoạt của quý "Đrây và công ty", Elizabet và bọn cận thần quyền thế của bà đã tính chuyện kiếm chác nhờ sự giúp sức của "tên cướp biển sắt đá" này, mà tất cả những người đi biển của các nước đã biết quá rõ tên tuổi của hắn.

Suốt nhiều tháng ròng rã, hải đội của Đrây đã "cày bừa" khắp các biển và đại dương, tự nguyện "lao động" vì lợi ích của nữ hoàng. Qua rất nhiều cuộc tiến công và đánh chác, Đrây đã thiệt hại bốn trong số năm chiếc tàu, nhưng chiếc tàu chỉ huy "Con Đama vàng" của y đã reo rắc sự khủng khiếp cho cư dân các thành phố ven biển bằng những cuộc tập kích táo tợn và bất ngờ. Một hôm, vào cuối buổi chiều, khi trời vừa sẩm tối, tên cướp biển đã xuất hiện gần Calao, nơi có gần ba chục chiếc tàu Tây Ban Nha đỗ trong bến cảng. Đrây vẫn rất can đảm: "Con Đama vàng" đi vào bến tàu và đỗ sát nách các tàu đối phương trong suốt một đêm. Các thủy thủ Tây Ban Nha do uống rượu "rum" khá nhiều, nên đã quá nửa đêm từ lâu mà họ vẫn vui đùa trên boong tàu và bàn tán ầm ĩ về những chiếc tàu mà trước đó không lâu đã rời bến cảng với những chuyến hàng quý giá. Theo lời của các thủy thủ thì một trong những chiếc tàu đó đã chất đầy của cải rất quý. Biết được điều này, Đrây lập tức nhổ neo và ra sức rượt theo.

Không phải ngẫu nhiên mà chiếc tàu của gã đô đốc cướp biển được mệnh danh là "Con Đama vàng" : Hiếm có con tàu nào tranh tài được với nó về tốc độ. Cũng thật dễ hiểu, ngay sau đó thì con tàu Tây Ban Nha đã bị tấn công ở bờ biển Ecuađo. Một trong những trợ thủ của Đrây đã mô tả những sự kiện tiếp theo như sau: "Sáng hôm sau, bắt đầu một cuộc lục soát và kiểm kê kéo dài sáu ngày.. Chúng tôi đã tìm thấy ở đây những thứ đá quý, mười ba chiếc hòm đựng toàn tiền bừng bạc, tám chục cân vàng (ở đây là cân Anh - libra, bằng 453, 59 gam - N. D), hai mươi sáu thùng bạc chưa đúc.. Cuối ngày thứ sáu, chúng tôi chia tay với người chủ chiếc tàu: Ông ta cảm thấy hơi nhẹ nhõm và vội đi Panama, còn chúng tôi thì lại ra biển khơi"

Đrây vốn là người nhìn xa trông rộng nên đã hiểu rằng, "Con Đama vàng" còn phải bồng bềnh trên biển một thời gian dài, nên rất có thể, người Tây Ban Nha sẽ tìm cách lấy lại những của cải từng bị bọn cướp biển tước đoạt (những của cải mà chính họ đã vơ vét của dân bản xứ nam Mỹ), còn chiếc tàu chất đầy kim loại quý thì không thể lướt nhanh được. Làm theo lẽ phải hay làm theo lòng tham? Đrây đã chấp nhận một giải pháp đúng: Hàng chục tấn bạc đã được đổ xuống biển. Để ghi nhớ những của cải quý mà ông ta đành phải từ bỏ, viên đô đốc kẻ cướp đã đặt tên cho hòn đảo ở gần đấy là La Plata.

Dĩ nhiên, đây không phải là trường hợp duy nhất mà vàng, bạc và các của quý khác phải chìm nghỉm dưới đáy biển. Trong lịch sử nhiều thế kỷ của ngành hàng hải, hàng ngàn chiếc tàu đã bị đắm vì những nguyên nhân khác nhau khi chúng mang theo vô vàn tài sản quý. Từ lâu chính những con tàu đó đã khiến cho nhiều người muốn đi tìm báu vật không thể ngồi yên.

Uyliam Fip (William Fipps) - người đã được lịch sử ghi lại tên tuổi, là người đầu tiên mò được của cải dưới biển. Cuối thế kỷ XVII, theo lệnh của vua Anh James II, ông này đã trang bị cho một đoàn thám hiểm để xuống biển thu nhặt những vật quý cùng với một lượng bạc khổng lồ trên chiếc tàu Tây Ban Nha bị đắm ở độ sâu không lớn lắm gần quần đảo Bahama. Vốn làm nghề thợ mộc, Fip đã đóng một chiếc thùng gỗ nẹp đai sắt để làm cái "chuông lặn". Trong bộ đồ lặn thô sơ này, ông đã nhiều lần tụt xuống đáy biển. Nhưng các thủy thủ và thổ dân làm thuê ngụp lặn từ sáng sớm đến chiều tối ở gần dải đá ngầm gần nơi con tàu yên nghỉ vẫn là lực lượng chủ yếu để mò của quý.

Công việc hao hơi tốn sức này đã kéo dài nhiều tuần lễ, cuối cùng, "vụ gặt hái" dưới biển đã "bội thu" như trong truyện cổ tích vậy. Sau khi tránh khỏi sự săn đuổi của bọn cướp biển một cách khôn khéo, Fip (ông ta đồng thời là một thủy thủ có tài) đã đưa được hai chiếc tàu dựng đầy ắp bạc về đến bờ biển nước Anh một cách an toàn.

Suốt ba thế kỷ qua, rất nhiều ý định chiếm hữu các kho tàng dưới biển đã được thực thi, nhưng đại dương lại không sẵn lòng ban phát những của cải còn chìm đắm dưới đáy. Thế kỷ XX đã tạo ra những khả năng mới cho những người tìm kiếm kho tàng dưới biển: Người thợ lặn ngày nay có rất nhiều điều kiện thuận lợi để đạt kết quả, hơn hẳn những người ngụp lặn ngày xưa vì bọn họ chỉ có thể trông cậy vào buồng phổi của mình. Chẳng hạn, một người thợ lặn người Mỹ đã rất may mắn mặc dầu anh ta không nghĩ đến việc tìm kiếm của quý bị chìm dưới biển. Mùa hè năm 1949, anh làm nghề chụp ảnh dưới nước ở vùng biển Floriđa. Một hôm, ở độ sâu hai chục mét, anh ta bắt gặp những mảnh vỡ của chiếc tàu nào đó. Sau khi xem xét chiếc tàu thật kỹ lưỡng, anh phát hiện ra mấy khẩu đại bác, một chiếc neo và ba phiến gì đó rất nặng hình thuôn dài. Anh đã không ngần ngại đưa chúng lên mặt nước và đã được ban thưởng rất hậu: Ba phiến ấy là ba khối bạc nguyên chất còn mang nhãn rất dễ thấy. Các nhà chuyên môn đã xác định được rằng, đó là nhãn của một mỏ bạc xưa kia ở Panama, còn chiếc tàu ấy là một trong mười bốn chiếc tàu Tây Ban Nha bị đắm trong trận bão lốc khủng khiếp từng tàn phá vùng này vào mùa xuân năm 1715.

Tiến bộ kỹ thuật cũng không bỏ qua sự chú ý đối với những người đi tìm hạnh phúc dưới nước. Ngoài bộ đồ lặn ra còn có các từ kế, các que dò rất nhạy, các bộ đèn kín nước, những phụ kiện đặc biệt lắp vào chân vịt tàu thủy để xói rửa cát và bùn dưới đáy.. đã giúp sức thêm cho họ. Có tin nói rằng, một hãng nước ngoài đã mở khóa huấn luyện đặc biệt cho cá heo; loài cá biển này đã sử dụng "máy đo độ sâu bằng tiếng dội" của mình để đưa người thợ lặn đến mục tiêu mong muốn. Nói tóm lại, hỡi đại dương, hãy cẩn thận! Nhưng đại dương vẫn chưa vội từ giã những của cải của mình mà từ bao thế kỷ nay vẫn nằm yên dưới đáy.

Các kho bạc cũng rất hay gặp cả trên đất liền. Chẳng hạn, cách đây chưa lâu lắm, trên đảo Gotlan của Thụy Điển, người ta đã tìm thấy một kho tiền bằng bạc gồm hàng ngàn đồng tiền Ai Cập trong một trường hợp khá thú vị. Kẻ tìm thấy nó là một.. con thỏ - một con thỏ xám bình thường đang muốn đào cho mình một cái hang ở gần thị trấn Burs. Trong tiến trình "thi công xây dựng", bỗng nhiên, một trận mưa đá ném xuống toàn những mảnh kim loại hình tròn dội lên đầu con thỏ và con vật khốn khổ này đã phải đổ nhiều sức lực để ném chúng ta khỏi hang. Sau đó chẳng bao lâu, các nhà khảo cổ học đang khai quật trên đảo đã nhìn thấy chúng. Những đồng tiền đó đã được chuyển giao cho viện bảo tàng lịch sử ở Stockholm và các nhà chuyên môn đã khám phá được bí mật của kho tiền này.

Xưa kia, có một thời đảo Gotland là trung tâm buôn bán sầm uất vào bậc nhất ở châu Âu, là nơi mà nhà buôn từ nhiều nước thường lui tới. Hàng trăm hàng ngàn đồng tiền bằng bạc đã chuyển từ tay người này sang tay người khác, nhưng cũng có khi tích tụ lại trong tay những nhà buôn may mắn nhất. Thỉnh thoảng, những của cải này lại rơi vào tay bọn viking; bọn này thường hành quân lên đảo với những mục đích hoàn toàn không có ý thức. Theo truyền thuyết, kho tiền mà con thỏ tìm thấy là do một trong những kẻ cầm đầu bọn viking tên là Staver cất giấu trong lòng đất từ thời xưa. Và đây là điều thú vị: Trong suốt nhiều thập kỷ, trong dân chúng đã có lời đồn đại khẳng định rằng, hình như vào khoảng một thế kỷ rưỡi trước đó, một người nông dân ở Gotlan say rượu đã mơ thấy một con quỷ cho anh ra một nắm tiền bằng bạc chắc là lấy từ kho tiền của Staver và bí mật báo cho anh ta biết rằng, sau năm thế hệ nữa, mọi người sẽ tìm thấy cả kho tiền mà tên viking giàu có này đã cất giấu "để phòng ngày mạt vận"

Trong truyền thuyết này có cơ sở thực tế nào hay không, điều đó thật khó nói. Nhưng dù thế nào chẳng nữa, quả là sau năm thế hệ, tại chính cái nơi được nói đến trong truyền thuyết, người ta đã tìm thấy kho tiền. Chỉ có một điều chưa rõ: Tại sao con quỷ đã quyết định không cho người nông dân biết là con thỏ được vinh dự đóng vai trò chính trong việc tìm ra kho tiền này.

"Còn nữa"

 

"Cứng" mà lại.. mềm

Sn

Bấm để xem

Năm 1910, nhà khảo sát địa cực người Anh, thuyền trưởng Rôbec Xcot đã trang bị cho một đoàn thám hiểm có nhiệm vụ đi đến Nam cực, nơi mà thời bấy giờ con người chưa đặt chân đến. Những vị du khách quả cảm này đã trải qua nhiều tháng ngày gian nan trên hoang mạc băng tuyết của lục địa Nam cực, họ còn để lại trên đường đi của mình những kho nho nhỏ chứa thực phẩm và dầu hỏa dự trữ cho đường trở về.

Cuối cùng, đầu năm 1912, đoàn thám hiểm đã đến Nam cực, nhưng thật là mất hết hứng khởi, vì Xcot đã phát hiện ra một dòng chữ ghi lại: Thì ra trước đó một tháng, nhà thám hiểm Ruan Amunxen (Roald Amundsen) người Na Uy đã đến đây rồi. Song, tai họa chủ yếu đã chờ đợi Xcot trên đường trở về. Ngay tại kho trạm đầu tiên đã không còn dầu hỏa nữa: Các hộp sắt tây đựng dầu đã rỗng không. Những con người mệt mỏi, lạnh cóng và đói khát ấy không có gì để sưởi ấm, để nấu thức ăn. Vất vả lắm, họ mới lê bước được đến trạm tiếp theo, và ở đây cũng những cái hộp rỗng đã chờ đón họ: Tất cả dầu hỏa đều chảy hết. Không đủ sức chống đỡ với giá rét địa cực và những cơn bão tuyết dữ dội đang hoành hành ở Nam cực lúc đó, nên chẳng bao lâu, Rôbec Xcot và các chiến hữu của ông đã lần lượt bỏ mạng.

Vậy do đâu mà dầu hỏa biến mất một cách bí hiểm như vậy? Tại sao cuộc thám hiểm đã được trù tính kỹ càng lại phải kết thúc một cách bị thảm như vậy?

Nguyên nhân thật đơn giản. Các hộp đựng dầu hỏa bằng sắt tây đã được hàn bằng thiếc. Có lẽ các nhà thám hiểm đã không biết rằng, trong băng giá, thiếc bị "cảm lạnh" : Lúc đầu thứ kim loại màu trắng lấp lánh này biến thành kim loại màu xám xịt, sau đó thì mủn ra thành bột. Hiện tượng này được gọi là "bệnh dịch của thiếc" và nó đã đóng vai trò định mệnh trong số phận của đoàn thám hiểm.

Từ lâu trước khi xảy ra sự kiện vừa kể, người ta đã biết rằng, thiếc rất dễ "mắc bệnh" khi bị lạnh. Ngay từ thời trung cổ, những người dùng bát đĩa bằng thiếc đã nhận thấy rằng, khi gặp lạnh, chúng sẽ bị bao phủ bởi những vết "lở loét" lan rộng dần và cuối cùng bát đĩa biến thành bột. Thêm vào đó, đĩa thiếc bị cảm lạnh chỉ cần chạm vào chiếc khác còn "khoẻ mạnh" thì chẳng mấy chốc, chiếc "khoẻ mạnh" cũng bị các vết xám xịt bao phủ rồi mủn ra.

Cuối thế kỷ trước, môt đoàn tàu hỏa chở những thỏi thiếc đã khởi hành từ Hà Lan sang Nga. Khi đến Maxcơva, người ta mở các toa tàu ra thì thấy trong đó toàn là thứ bột xám chẳng dùng được vào việc gì cả. Mùa đông ở nước Nga đã "chơi khăm" môt vố độc ác với những người nhận thiếc.

Cũng vào khoảng những năm đó, một đoàn thám hiểm được trang bị tốt đã đến Xibia. Hình như mọi thứ đã được dự liệu để cho băng giá vùng Xibia không cản chở đến công việc tốt đẹp của đoàn. Nhưng các nhà thám hiểm vẫn phạm một sai sót: Họ đã mang theo bát đĩa bằng thiếc, nên chỉ sau một thời gian ngắn, tất cả chúng đều bị hỏng. Thế là đành phải đẽo thìa và bát bằng gỗ để thay thế. Sau đó, đoàn thám hiểm mới có thể tiếp tục cuộc hành trình của mình.

Đầu thế kỷ XX, tại kho quân khu ở Petecbua đã xảy ra một chuyện rất tai tiếng: Trong cuộc kiểm tra viên sĩ quan hậu cần đã phát hiện thấy là những chiếc cúc bằng thiếc dùng cho quân phục của các binh lính đã biến mất hết, các hòm đựng các loại cúc này thì đầy ắp một thứ bột xám. Mặc dầu trong kho rét buốt ghê người nhưng viên sĩ quan hậu cần khốn khổ vẫn toán hết mồ hôi. Tất nhiên, anh ta sẽ bị nghi là ăn cắp, mà điều đó thì chẳng hứa hẹn gì khác ngoài hình phạt khổ sai. Song kết luận của phòng thí nghiệm hóa học – nơi mà thứ bột trong các hòm được gửi đến để xét nghiệm, đã cứu con người tội nghiệp này: "Không phải nghi ngờ gì nữa, thứ bột mà các ngài gửi đến để phân tích chính là thiếc. Rõ ràng là trong trường hợp này đã xảy ra một hiện tượng mà hóa học gọi là" bệnh dịch của thiếc ".

Vậy thì sự biến đổi như vậy của thiếc đã diễn ra như thế nào? Thời trung cổ, bọn thầy tu dốt nát cho rằng," bệnh dịch của thiếc "là do những lời nguyền rủa của các mụ phù thuỷ gây ra, chính vì vậy nên nhiều người đàn bà không có tội tình gì đã bị thiêu sống trên đống lửa" trừ tà ". Với sự phát triển của khoa học, tính vô căn cứ của điều khẳng định như vậy là quá rõ ràng, nhưng suốt một thời gian dài, các nhà bác học vẫn không thể tìm được nguyên nhân thật sự của" bệnh dịch thiếc ".

Chỉ sau khi phép phân tích bằng tia rơngen giúp các nhà kim loại học nhìn nhận thấu tận tâm can và xác định được cấu trúc tinh thể của các kim loại, họ mới hoàn toàn minh oan cho các" mụ phù thuỷ "và nêu lên cách lý giải khoa học thực sự về hiện tượng bí ẩn này. Thì ra thiếc (cũng như các kim loại khác) có thể có các dạng tinh thể khác nhau. Ở nhiệt độ bình thường hoặc cao hơn thì thiếc trắng – một kim loại dẻo và dai, là biến thể bền vững nhất. Khi nhiệt độ xuống dưới 13 độ C, mạng tinh thể của thiếc được thay đổi lại để cho các nguyên tử bố trí trong không gian ít đặc sít hơn. Biến thể mới hình thành trong trường hợp này được gọi là thiếc xám; thiếc xám không còn các tính chất kim loại nữa và trở thành một chất bán dẫn. Ứng suất bên trong xuất hiện ở những chỗ tiếp giáp của các mạng tinh thể khác nhau làm cho thiếc bị rạn nứt và biến thành bột. Nhiệt độ xung quanh càng thấp thì sự chuyển hóa từ biến thể này sang biến thể kia diễn ra càng nhanh. Ở nhiệt độ – 33 độ C, tốc độ chuyển hóa này đạt tới trị số lớn nhất. Bởi vậy, những cơn giá rét khủng khiếp đã trừng phạt các đồ vật bằng thiếc một cách tàn nhẫn và nhanh chóng đến thế.

Tuy vậy, chính thiếc lại được sử dụng rộng rãi để hàn các khí cụ vô tuyến điện, nhất là các khí cụ bán dẫn, để mạ các dây dẫn và các chi tiết khác; thiếc vẫn còn đi với chúng đến cả Bắc cực lẫn Nam cực và những nơi lạnh lẽo khác trên hành tinh của chúng ta. Thế có nghĩa là tất cả các khí cụ mà trong đó có sử dụng thiếc đều rất chóng hỏng hay sao? Tất nhiên là không. Các nhà bác học đã biết cách" tiêm chủng "cho thiếc, tạo cho kim loại này tính miễn dịch đối với" bệnh dịch thiếc ". Chẳng hạn, bimut là thứ" vacxin "thích hợp nhất cho mục đích này. Bằng cách cung cấp các điện tử bổ xung cho mạng tinh thể của thiếc, các nguyên tử bimut làm cho trạng thái của thiếc được ổn định, hoàn toàn loại trừ được khả năng" nhiễm bệnh ".

Thiếc nguyên chất có một tính chất đáng chú ý: Khi uốn cong một thỏi hoặc một tấm thiếc, ta nghe thấy tiếng tí tách khe khẽ - đó là" tiếng kêu của thép ". Dấu hiệu đặc trưng này xuất hiện do sự cọ xát lẫn nhau giữa các tinh thể thiếc khi chúng bị xê dịch và biến dạng. Còn các hợp kim của thiếc với các kim loại khác thì trong tình huống như vậy, như người ta thường nói, chúng lại biết" giữ mồm giữ miệng ".

Hiện nay, gần một nửa lượng thiếc khai thác được trên thế giới được sử dụng vào việc sản xuất sắt tây – thứ sắt chủ yếu dùng để làm vỏ đồ hộp. Ở đây, những phẩm chất quý giá của kim loại này đã được bộc lộ đầy đủ: Nó bền vững đối với oxi, nước, các axit hữu cơ; đồng thời, các muối của nó lại hoàn toàn không độc hại đối với cơ thể con ngườ. Thiếc đảm đương nhiệm vụ này một cách tuyệt vời và trên thực tế thì không có kim loại nào cạnh tranh nổi với nó. Không phải ngẫu nhiên mà người ta gọi thiếc là" kim loại của đồ hộp ". Nhờ một lá thiếc cực kỳ mỏng phủ lên lá sắt, chúng ta có thể bảo quản khá lâu hàng triệu tấn thịt, cá, rau, quả, bơ, sữa.

Trước đây, để tráng một lớp thiếc người ta dùng phương pháp nhiệt, trong đó, lá sắt đã tẩy rửa sạch và khử hết dầu mỡ được nhúng vào thiếc nóng chảy. Còn nếu cần mạ thiếc cho bề mặt của một lá sắt thì người ta tẩy rửa mặt đó thật sạch, đốt nóng lên rồi sát thiếc vào. Ngày nay, phương pháp đó đã lỗi thời, phương pháp mạ bằng điện trong bể mạ đã thay thế nó.

Lịch sử kỹ thuật đã từng biết đến một trường hợp về tình báo công nghiệp có liên quan với việc sản xuất sắt tây. Ở nửa cuối thế kỷ XVII, nước Anh vốn có cả sắt lẫn thiếc nhưng vẫn phải mua sắt tây, vì những người chế tạo sắt không biết bí quyết của việc sản xuất thứ sắt trắng này. Trước đó hơn một trăm năm, các nhà luyện kim ở công quốc Xaxonia đã biết cách mạ thiếc lên các lá sắt mỏng và sản phẩm của họ đã đi đến nhiều nước. Năm 1665, một vị nào đó mang tên Enđri Oaranton (Amđrew Warrington) đã được giao nhiệm vụ khám phá bí mật về nghề này của người Đức. Mấy năm sau, người này đã mô tả" chuyến công cán sáng tạo "của mình trong bài luận văn" Các phương pháp cố thủ của nước Anh ở trên cạn và trên biển "như sau:" Người ta đã dành cho tôi một khoản tiền khá dư dật để trang trải các chi phí trên đường du hành đến nơi làm ra những lá sắt trắng. Từ nơi đó, tôi phải mang về được nghệ thuật của việc sản xuất thứ sắt này ". Cuộc viếng thăm xứ Xaxonia đã thu được kết quả, và chẳng bao lâu sau, các nhà công nghiệp của nước Anh đã có thể phô trương thứ sắt trắng tuyệt vời do chính họ sản xuất ra.

Nhưng chúng ta hãy thử hình dung ba thế kỷ nữa và thử tưởng tượng một quả núi gồm hàng trăm tỷ cái vỏ hộp được sản xuất hàng năm ở tất cả các nước trên thế giới trong thời đại chúng ta. Bên cạch quả núi đồ hộp được dựng lên bằng trí tưởng tượng này, núi khồng lồ Everet trông chẳng khác gì một quả đồi tầm thường. Sớm hay muộn thì các hộp sắt tây rỗng cũng sẽ rơi vào đống rác, song thiếc (mà trong mỗi vỏ hộp có chừng nửa gam) thì không đành lòng chịu chôn vùi ở đây mãi mãi: Con người đang tìm cách lấy lại thứ kim loại quý báu này để sử dụng lại nó cho các nhu cầu của mình.

Những chiếc hộp sắt tây được thu nhặt lại rồi được đưa đến một thiết bị đặc biệt; ở đó, dưới tác động của các chất kiềm và của dòng điện, sắt buộc phải cởi bỏ áo bằng thiếc ra. Sắt lá đã được tẩy sạch và những thỏi thiếc sáng ngời đi ra từ" bể tắm "đặc biệt này sẵn sàng trở lại thành vỏ đồ hộp. Một đặc điểm nổi bật của thiếc là nó rất dễ nóng chảy. Hẳn bạn còn nhớ trong truyện cổ tích của Hanxơ Khrittia Anđecxen (Hans Christian Andersen), chú lính thiếc kiên cường phút chốc đã tan biến trong lửa khi chú bị rơi vào lò do một ý nghĩa độc ác.

Nhờ có nhiệt độ tương đối thấp, nên thiếc rất có tiếng tăm như một thành phần chủ yếu của các chất hàn và các hợp kim dễ nóng chảy. Một điều kỳ thú là hợp kim của thiếc (16 %) với bimut (52 %) và chì (32 %) có thể nóng chảy ngay cả trong nước sôi: Nhiệt độ nóng chảy của hợp kim này chỉ là 95 độ C, trong khi đó, các kim loại hợp thành nó đều nóng chảy ở nhiệt độ cao hơn nhiều: Thiếc ở 232 độ C, bimut ở 271 độ C, còn chì ở 327 độ C. Các hợp kim trong đó thiếc là chất phụ thêm cho gali và inđi lại còn dễ chuyển sang trạng thái lỏng hơn nữa. Thậm chí còn có loại hợp kim nóng chảy ngay ở 3 độ C. Những hợp kim kiểu như vậy được sử dụng trong kỹ thuật điện để làm cầu chì.

Những tính chất rất tốt như dễ đúc, dễ rèn, có màu trắng đẹp như bạc đã mở cửa đưa thiếc vào nghệ thuật trang trí thực dụng. Ngay ở Ai Cập và Hy Lạp cổ đại, người ta đã dung thiếc để làm các hình trang trí gắn lên các kim loại khác. Trong thiên anh hùng ca" Iliat ", Homer kể rằng, sau khi rèn xong tấm lá chắn cho người anh hùng Asin, vị thần của lửa và của nghề thợ rèn là Hefet đã gắn lên đó một hình trang trí bằng thiếc. Sau đó rất lâu, vào khoảng thế kỷ XIII, những thứ đĩa, cốc, chén, đồ thờ và những đồ dùng khác bằng thiếc có hình chạm nổi đã xuất hiện ở châu Âu.

Thiếc là một trong những thứ vật liệu được dùng làm các ống phát ra âm thanh trong đại phong cầm: Người ta cho rằng, kim loại này phát ra âm thanh hùng tráng và trong trẻo. Có một dòng khác trong tiểu sử của thiếc có liên quan với âm thanh: Năm 1877, nhà phát minh nổi tiếng người Mỹ Tomat Anva Eđixơn (Alva Edison) nhờ chiếc máy ghi âm do ông chế tạo đã lần đầu tiên ghi được lời nói trên một là thiếc mỏng có phủ một lớp sáp, sau đó ông đã phát lại những lời này – những lời đã đi vào lịch sử của kỹ thuật ghi âm:" Cô Mary bé nhỏ có một chú cừu non ".

Từ thời cổ xưa, thiếc đã là một thành phần quan trọng trong các loại đồng đỏ khác nhau, trong các hợp kim làm chữ in và hợp kim babit (hợp kim để làm bi có khả năng chống mài mòn, do nhà phát minh người Mỹ tên là Babit sáng chế năm 1839).

Rất nhiều hợp chất hóa học của thiếc được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật. Chúng được sử dụng làm chất cầm màu khi nhuộm vải bông và tơ lụa, làm cho đồ sứ và thuỷ tinh có màu đỏ, làm chất nhuộm màu vàng và khi cần thì tạo ra một màn khói dày đặc. Các hợp chất hữu cơ của thiếc làm cho vải dễ ráo nước, ngăn chặn được sự mục nát của gỗ, tiêu diệt được một số loài sâu bọ. Nhưng trong tất cả các hợp chất của thiếc, có lẽ loại hợp chất stanua là được biết đến nhiều nhất trong kỹ thuật ; hợp chất này chuyển sang trạng thái siêu dẫn ở nhiệt độ không thấp lắm: Nếu đa số các kim loại, các hợp kim và các chất chỉ mất điện trở ở nhiệt độ gần độ không tuyệt đối, thì niobi stanua chuyển sang trạng thái siêu dẫn (không có điện trở) ngay ở 18 K (hoặc – 255 độ C).

Từ nhiều thế kỷ xa xưa, con người đã biết đến thiếc. Ban đầu, thiếc chỉ được sử dụng trong hợp kim với đồng: Hợp kim của hai kim loại này được gọi là đồng đỏ đã được biết đến từ rất lâu trước công nguyên. Các công cụ bằng đồng đỏ cứng hơn và bền hơn hẳn bằng đồng. Có lẽ vì thế mà tên La tinh của thiếc là" stannum "bắt nguồn từ tiếng Phạn" sta ", nghĩa là cứng, bền chắc. Còn bản thân thiếc ở dạng nguyên chất thì lại là một kim loại mềm, hoàn toàn không xứng đáng với tên gọi của mình. Thời gian đã hợp pháp hóa điều nghịch lý lịch sử này, và các nhà luyện kim ngày nay dễ dàng gia công thiếc mềm dẻo mà không ngờ rằng họ đang động chạm đến một thứ kim loại" cứng ".

Khi khai quật các ngôi mộ được chôn cách đây khoảng sau ngàn năm, người ta đã tìm thấy một số sản phẩm bằng đồng đỏ. Nói về gương, Plini Bố đã khẳng định rằng" những tấm gương được làm ở Brunđizi bằng hỗn hợp của đồng và thiếc là loại gương tốt nhất trong các loại mà tổ tiên chúng ta biết đến ".

Thật khó mà xác định chính xác cái thời mà xã hội loài người bắt đầu sử dụng thiếc ở dạng nguyên chất. Trong một ngôi mộ cổ Ai Cập thuộc triều vua thứ XVIII (giữa thiên niên kỷ thứ nhất trước công nguyên), người ta đã tìm thấy một chiếc nhẫn và một cái chai bằng thiếc; những vật này được coi là những đồ vật bằng thiếc cổ nhất. Trong các tác phẩm của nhà sử học cổ Hy Lạp Herođot (thế kỷ V trước công nguyên) cũng có những chỗ nói đến việc mạ thiếc để giữ cho sắt khỏi gỉ.

Tại một thành luỹ cổ của người Inka (một bộ tộc da đỏ ở châu Mỹ) ở Pêru, các nhà bác học đã tìm thấy thiếc nguyên chất; có lẽ nó được dùng để nấu đồng đỏ: Dân cư trong thành luỹ này vốn nổi tiếng là những nhà luyện kim xuất sắc và là những người thợ khéo léo trong việc chế tác các tác phẩm bằng đồng đỏ. Có lẽ người Inka không sử dụng thiếc ở dạng nguyên chất, vì trong thành luỹ này không tìm thấy một đồ vật nào bằng thiếc cả.

Ernan Cortec (Hernando Cortès) – một tên thực dân người Tây Ban Nha từng xâm chiếm Mêhicô hồi đầu thế kỷ XVI, đã viết:" Đã tìm thấy vài mảng thiếc nhỏ dưới dạng những đồng tiền mỏng ở thổ dân tỉnh Tacxco; khi tiếp tục tìm kiếm, tôi đã phát hiện ra là ở tỉnh này cũng như nhiều tỉnh khác, thiếc đã được sử dụng để làm tiền.. "

Giữa những năm 20, ở nước Anh, khi khai quật cạnh một tòa lâu đài cổ từng được xây dựng hồi thế kỷ III trước công nguyên, các nhà bác học đã tìm thấy những hố nung trong đó có xỉ thiếc. Điều này có nghĩa là ở đây, nghề luyện thiếc đã phát triển từ hơn hai ngàn năm về trước. Ngoài ra, trong cuốn sách" Bình luận về cuộc chiến tranh ở xứ Gallia ", Julius Cesar có nói đến việc sản xuất thiếc ở một số vùng thuộc nước Anh.

Năm 1971, người ta đã minh oan cho 94 người thợ đúc tiền ở nước Anh sau khi họ đã chết từ lâu. Họ đã bị kết án trước đó.. 847 năm. Ngay từ năm 1124, vua Henry I đã trừng trị những công nhân xưởng đúc tiền của mình về tội gian lận: Một kẻ nào đó đã tố cáo với nhà vua rằng, khi đúc tiền bằng bạc, những người thợ đúc đã pha thêm vào quá nhiều thiếc. Tòa án hoàng gia đã vội vàng đưa ra một bản án hà khắc: Chặt tay phải c những người phạm tội; bản án đã được bọn đao phủ của triều đình lập tức thi hành ngay. Mãi cho đến tám thế kỷ rưỡi sau, một nhà bác học ở Oxford đã dùng tia rơngen để phân tích những đồng tiền oan nghiệt này và đã đi đến kết luận dứt khoát:" Những đồng tiền này chứa rất ít thiếc. Nhà vua đã xử phạt không đúng ".

Từ thời xa xưa, khoáng vật caxiterit (còn gọi là đá thiếc) là nguồn thiếc chủ yếu. Trước công nguyên rất lâu, người Phenycia đã phái tàu thuyền của mình đi lấy thiếc ở xứ Caxiterit xa xôi (những hòn đảo nhỏ rất giàu quặng thiếc, nằm ở phía bắc Đại Tây Dương, gần quần đảo Anh), sau này, trung tâm khai thác thiếc của thế giới đã chuyển về đảo Malaisia. Toàn bộ lịch sử của nước Malaisia – nơi mà từ lâu đã nổi tiếng giầu có về thiếc, đã gắn liền với kim loại này. Thủ đô hiện nay của quốc gia này – Kuala Lampua (nghĩa là" cửa sông đục ngầu "), là một thành phố đẹp, tương đối trẻ, ra đời vào nửa cuối thế kỷ XIX tại nơi mà những người Trung Hoa đi tìm vàng đã phát hiện ra mỏ quặng thiết rất lớn. Những ai đã từng đến Kuala Lampua đều mang từ đây về những vật lưu niệm bằng thiếc: Lọ cắm hoa, gạt tàn thuốc lá, chân nến.. do bàn tay khéo léo của những người thợ Malaisia làm ra.

Nhưng thỉnh thoảng người ta cũng chở ra khỏi nước này những" vật lưu niệm "hoàn toàn khác. Điều đó có thể thấy trong trường hợp sau đây xảy ra ở biên giới giữa Malaisia và Xingapo. Hai nước này tiếp giáp với nhau bằng một con đê đi qua eo biển Johore. Con đường chạy dọc thep con đê này luôn luôn chật ních những ô tô qua lại. Một hôm, một đoàn ô tô kéo rơmooc chở những chiếc cột bằng bê tông rất cao đi đến trạm kiểm soát quá cảnh ở phía Malaisia. Những chiếc cột này giống hệt như những chiếc cột thông thường, nhưng có một cái gì đó khiến nhân viên hải quan cảm thấy khả nghi nên họ đã quyết định" sờ nắn ". Họ ra lệnh cho tài xế lái xe sang một bên đường, và nhờ một chiếc xe cần cẩu, họ đã nhấc một cái cột ra khỏi ô tô rồi dùng búa tạ đập vỡ thành từng đoạn. Cái gì vậy? Sự nhạy cảm nghề nghiệp đã không đánh lừa các nhân viên hải quan: Trong mỗi cột bê tông đều có một cái hòm bằng kim loại đựng tinh quặng thiếc – thứ nguyên liệu rất cần cho các ông chủ nhà máy luyện thiếc ở Xingapo. Trong" bao bì "bằng bê tông có cả thảy 127 tấn tinh quặng rất giàu thiếc. Một lần khác, trong một chiếc ô tô xitec khổng lồ mà ở đây người ta gọi là" tầu chở dầu trên cạn ", thay cho dầu lửa như lời người lái xe đã khẳng định là tám tấn rưỡi tinh quặng thiếc buôn lậu.

Ở Liên Xô - tại vùng viễn đông, Zabaican và Cazăcxtan cũng có trữ lượng quặng thiếc khá lớn. Tại phòng bảo tàng của liên hợp xí nghiệp" Thiếc viễn đông "ở Uxurixcơ còn giữ được một thể liên tinh caxiterit hiếm có, nặng gần nửa tạ.

Cách đây không lâu, Liên Xô đã chế tạo được một khí cụ gọn nhẹ, xách tay được, dùng vào việc tìm quặng thiếc bằng cộng hưởng tia gama. Để xác định hàm lượng thiếc trong quặng với độ chính xác đến vài phần vạn, nhà địa chất được trang bị khí cụ này chỉ mất vài phút là xong. Giá trị của khí cụ này còn thể hiện ở chỗ là nó chỉ nhạy cảm với caxiterit, chứ không để ý đến một khoáng vật khác cũng chứa thiếc là stanin mà công nghiệp rất ít quan tâm đến với tư cách là nguyên liệu để luyện thiếc. Các nhà khoa học Xô - viết đã có một phát minh lớn: Họ đã xác định được rằng, có thể dùng flo để làm chất chỉ thị độc đáo về sự có mặt của thiếc trong một vùng địa chất nào đó. Rất nhiều phép phân tích và thực nghiệm dường như đã cho phép tái tạo lại bức tranh về sự tạo thành quặng từng diễn ra hàng triệu năm về trước. Bây giờ mới vỡ lẽ ra rằng, ở những thời kỳ xa xưa, thiếc đã từng tồn tại dưới dạng một hợp chất phức trong đó luôn luôn có mặt flo. Dần dần, thiếc và các hợp chất của nó lắng đọng lại rồi tạo nên các mỏ thiếc, còn" người bạn cũ "flo của nó thì ở lại gần thân quặng thiếc để" cư trú "vĩnh viễn. Phát minh này cho phép xác định được những vùng có khả năng có quặng thiếc và thậm chí còn giúp cho việc dự báo trữ lượng thiếc.

Các nhà địa chất không những tìm kiếm caxiterit ở trên cạn mà còn tìm cả dưới nước nữa. Nhiều cuộc tìm kiếm đã thu được kết quả tốt: Đã phát hiện được sa khoáng chứa thiếc ở đáy biển Nhật Bản trong một vùng biển. Nước vên bờ của các vùng biển thuộc Bắc Băng Dương như vũng Vanka, mũi Thánh và một số nơi khác cũng giàu sa khoáng chứa thiếc. Những người thợ lặn giúp sức rất nhiều cho những người đi tìm quặng dưới đáy biển. Và bản thân các nhà địa chất cũng phải bổ sung thêm bộ đồ lặn vào hành trang thông thường của mình, bởi vì không có nó thì không thể" lục lọi "phần thềm mũi Thánh được.

Vì thiếu thiếc nên các nhà bác học và các kỹ sư luôn luôn phải tìm chất khác để thay thế. Trong khi đó, kim loại này càng ngày càng có thêm nhiều lĩnh vực sử dụng mới. Công ty Mỹ" Ford Motor "đã xây dựng một nhà máy, tại đó đã sử dụng một phương pháp độc đáo đã sản xuất kính cửa sổ thành dải rộng liên tục. Thuỷ tinh lỏng từ lò đi vào một bể chứa rất lớn, dài hàng chục mét, ở đây, nó chảy loang ra theo lớp thiếc nóng chảy. Vì kim loại nóng chảy có bề mặt nhẵn đến mức lý tưởng, nên khi nguội và đông cứng trên bề mặt kim loại, kính cũng hết sức nhẵn và phẳng. Loại kính như vậy không cần phải mài nhẵn và đánh bóng, do đó giảm được nhiều chi phí sản xuất.

Các nhà khoa học Liên Xô đã chế tạo được một loại kính đặc biệt dùng làm một thứ" bẫy "độc đáo để bắt giữ năng lượng mặt trời. Nhìn bề ngoài thì nó không khác gì các loại kính thông thường, chỉ có điều là nó được phủ một lớp thiếc oxit cực kỳ mỏng. Lớp màng mà mắt thường không thể nhìn thấy được này cho ánh sáng mặt trời xuyên qua chứ không hề cản trở gì cả, nhưng lại không cho phép các tia nhiệt phản xạ ngược lại. Loại kính này rất quý đối với các nhà trồng rau: Nhà kính được mặt trời sưởi ấm cả ngày, nhưng ban đêm thì hầu như nhiệt độ vẫn giữ nguyên, trong khi đó, các loại kính thông thường thì dễ dàng làm cho nhiệt năng phân tán ra ngoài. Trong các nhà kính loại mới này, các loại

Cây rau cảm thấy dễ chịu ngay cả khi nhiệt độ ngoài trời giảm đến – 10 độ C. Loại kính có phủ thiếc còn được dùng cho các dụng cụ nung nóng bằng năng lượng mặt trời để thu nhiệt của thiên thể này.

Tiểu sử của thiếc sẽ không đầy đủ nếu không kể đến một câu chuyện gần như là chuyện trinh thám có kết thúc may mắn, trong đó kim loại này đóng vai trò không nhỏ.

* * * Chiến tranh thế giới thứ hai sắp đến ngày kết thúc. Hiểu được rằng, tương lai sắp tới sẽ không hứa hẹn điều gì dễ chịu, bọn cầm quyền quốc gia" độc lập "Xlovac do Hitle nặn ra hồi năm 1939 trên lãnh thổ Tiệp Khắc đã nghĩ đến chuyện cất giấu một cái gì đó để phòng ngày mạt vận. Chúng cảm thấy rằng, đơn giản hơn hết là cứ thò tay móc vàng trong két do công sức của nhân dân Xlovac làm nên. Nhưng một nhóm người yêu nước giữ các chức vụ trọng trách trong ngân hàng đã quyết không cho chúng làm điều đó. Một số vàng đã được bí mât chuyển sang ngân hàng ở Thuỵ Sĩ và được cất giấu ở đó cho đến khi chiến tranh vì lợi ích của nước Cộng hòa Tiệp Khắc. Những người du kích đã làm được một phần việc nào đó. Nhưng một phần số vàng vẫn đang nằm trong két sắt của ngân hàng Bratixlava.

Một trong những tên cầm đầu trong chính phủ bù nhìn đã mật báo với tên đại sứ Đức ở Bratixlava về những của quý còn nằm trong các tầng hầm sắt và đã yêu cầu đưa binh lính để mở một" chiến dịch ngân hàng "nhằm cướp đoạt vàng. Thực ra thì còn phải có thêm tên tướng của quân đội SS làm ban canh ty thứ ba, và như vậy không còn phải nghi ngờ gì về kết quả của vụ cướp bóc nữa.

Bọn lính SS đã bao vây được tòa nhà ngân hàng, còn tên sĩ quan thì vừa dọa bắn các nhân viên vừa ra lệnh giao nộp của quý. Vài phút sau, chúng đã khuân các hòm vàng từ các két sắt lên xe tải của bọn SS. Bọn làm ăn đã xoa tay một cách phấn khởi mà không ngờ rằng, chúng đã vớ phải những thỏi" vàng "do giám đốc xưởng đúc tiền làm sẵn bằng.. thiếc. Còn các nhân viên ngân hàng thì kiểm tra lại một lần nữa những ổ khóa của những nơi cất giấu vàng thật và bắt đầu nóng lòng chờ đợi ngày giải phóng đất nước mình khỏi quân đội Hitle.

" Còn nữa"

 

Sinh trưởng trong đau khổ

Ta

Bấm để xem

Theo thần thoại Hy Lạp, vua Tantan của xứ Frygia là con của thần Zơt vốn được các vị thần yêu mến nên được hưởng một vinh dự lớn: Chàng được phép tham dự các buổi hội họp và các bữa tiệc tùng của các vị thần vẫn thường diễn ra trên núi Ôlimpơ linh thiêng. Nhưng Tantan đã lạm dụng lòng yêu rất mực ấy. Đầu tiên, chàng đã tiết lộ một số quyết định bí mật của các vị thần trên núi Ôlimpơ. Sau đó, giữa lúc các vị thần đang mải mê với bữa tiệc buổi tối, chàng đã lấy cắp rượu và thức ăn trên bàn. Các thần đành nén lòng làm ngơ, ra vẻ không hề biết những tội lỗi đó. Nhưng rồi một hôm, Tantan đã tỏ ra hung tợn chưa từng thấy, lại còn hỗn xược ra mặt với các thần: Sau khi mời các thần đến nhà mình chè chén, chàng đưa ra một món thịt lấy từ chính thân thể của con trai mình là Pelop mà chàng vừa giết hôm trước. Các vị chúa tể nhà trời không thể tha thứ tội lỗi đó nên đã quyết định trừng trị Tantan, bắt chàng phải mãi mãi chịu đừng các cực hình: Đói, khát và sự sợ hãi.

Từ buổi ấy, chàng bị nhốt vào địa ngục, giữa dòng nước trong vắt ngập đến cổ họng. Những cành cây nặng trĩu quả chín sà xuống gần miệng chàng. Khi bị cơn khát dày vò, Tantan mở miệng ra để uống thì nước lập tức tuột khỏi môi. Chàng lại với tay đến các quả chín mọng thì gió liền đẩy cành lên, và kẻ phạm tội vốn đã kiệt sức vì đói khát nên không thể vươn tới cành cây. Lại còn một khối đá nặng treo lủng lẳng trên đầu chàng đe dọa đổ xuống lúc nào không biết.

Huyền thoại Hy Lạp kể về những "đau khổ của Tantan" như vậy đấy.

Có lẽ nhà bác học Thuỵ Điển Anđre Guxtap Ekebec (Andres Gustav Ekeberg) đã nhiều lần nhớ đến những đau khổ của nhân vật huyền thoại này khi ông tìm cách dùng axit để hòa tan thứ "đất" mới lạ mà ông đã phát hiện được vào năm 1802 từ một trong những khoáng vật của xứ Xcanđinavia. Biết bao lần tưởng như nhà bác học này đã đi đến đích, nhưng rồi ông vẫn không thể tách được kim loại mới ra khỏi "đất". Cuối cùng, ông đành phải từ bỏ ý định "gàn dở" này, nhưng có lẽ để ghi nhớ những đau khổ của mình, ông đã quyết định gọi tên nguyên tố mới này là "tantali".

Sau đó ít lâu mới vỡ lẽ ra rằng, tantali có một người anh em sinh đôi mà thực ra thì đã ra đời sớm hơn nó một năm, nhưng các tính chất của cậu này thì hầu như không khác gì nó cả. Đó chính là columbi do nhà bác học Anh tên là Saclơ Hatchet (Charles Hatchett) phát hiện ra năm 1801. Sự giống nhau của chúng thật đáng kinh ngạc nên nhiều nhà bác học đã nhầm lẫn chúng. Sau nhiều cuộc tranh cãi kéo dài, họ đã đi đến một kết luận sai lầm rằng, đó chính là cùng một nguyên tố tantali.

Các nhà bác học còn nhầm lẫn hơn bốn mươi năm nữa. Mãi đến năm 1844, nhà hóa học Đức Henrich Roze (Heinrich Rose) mới làm sáng tỏ được vấn đề rắc rồi này và chứng minh được rằng, columbi cũng hoàn toàn có quyền đỏi hỏi cho mình một chỗ đứng dưới ánh mặt trời như tantali. Bởi vì hai nguyên tố này có quan hệ thân thuộc với nhau nên Roze đã đặt cho columbi một cái tên mới là niobi để nhấn mạnh tính chất gia hệ của chúng (theo thần thoại Hy Lạp, nữ thần Niobi là con gái của Tantan).

Từ đó, tantali và niobi tay nắm tay nhau dấn bước trên đường đời. Mà con đường này thì đầy chông gai..

Suốt mấy chục năm ròng, giới công nghiệp không hề tỏ ra quan tâm đến tantali. Mà nói cho đúng thì cũng chẳng làm gì có tantali bởi vì mãi đến khi nó mừng thọ một trăm tuổi, người ta mới điều chế được nó ở dạng đặc sít tinh khiết. Điều đó đã xảy ra hồi đầu thế kỷ của chúng ta – vào năm 1903. Khi đó, nghĩa là lúc được 101 tuổi đời, nó mới nhận được giấy mời ra làm việc: Sau khi biết là kim loại này có tính chất khó nóng chảy, các nhà bác học đã quyết định sử dụng nó làm dây tóc bóng đèn điện. Vì không còn đề nghị gì khác nên tantali đã buộc lòng phải đồng ý, mặc dầu nó cảm thấy rằng, việc này đâu phải là sứ mệnh của mình.

Thật vậy, chẳng mấy chốc, những quy luật khắc nghiệt của sự cạnh tranh từng ngự trị trong thế giới kim loại đã tước mất việc làm của tantali. Một kim loại khác tỏ ra khó nóng chảy hơn là vonfram đã chiếm mất cái chỗ ấm áp này.

Lại đằng đẵng những năm tháng vô công rồi nghề bất đắc dĩ. Tại "Sở lao động", người ta chỉ chuộng những kim loại nào biết đến từ lâu, hoặc đã có dịp xuất trình những bản nhận xét tuyệt vời về phẩm hạnh của mình và được các nhà vật lý học hoặc các nhà hóa học khác "chứng thực". Lúc bấy giờ, tantali vốn ít được quen biết trong giới khoa học và kỹ thuật nên đành phải ngồi bó tay. Nhưng rồi vẫn may cũng đến: Năm 1922, nó được sử dụng thành công trong các khí cụ nắn dòng điện và một năm sau – trong đèn điện tử. Lúc bấy giờ, người ta mới bắt đầu hoàn chỉnh các phương pháp công nghiệp để điều chế kim loại này.

Một điều đáng chú ý là "thỏi" tantali công nghiệp đầu tiên (bán thành phẩm, còn phải xử lý tiếp tục) thu được vào năm 1922 có kích thước không lớn hơn đầu que diêm. Trong thời gian gần đây, các nhà máy luyện tantali đôi khi sản xuất được những thỏi tantali lớn gấp hàng ngàn lần "đứa con đầu lòng". Tantali là một kim loại hiếm: Trong vỏ trái đất, hàm lượng của nó chỉ bằng 0, 0002 %. Tuy vậy, trong thiên nhiên, có đến hơn 130 khoáng vật chứa nguyên tố này (theo lệ thường, trong các khoáng vật ấy, tantali không tách rời khỏi niobi). Trước chiến tranh thế giới thứ hai, sản lượng khai thác quặng tantali – niobi khá thấp, nhưng đến cuối cuộc chiến tranh thì đã tăng lên vài lần. Sự quan tâm ngày càng tăng đối với tantali cũng là điều dễ hiểu: Đến lúc này, khoa học đã bắt đầu biết đến nhiều tính chất quý báu của nó - những tính chất không thể để cho đại biểu các lĩnh vực kỹ thuật và các đại hạt hoạt động khác nhau của con người được phép thờ ơ nữa.

Vậy thì tantali là cái gì? Đó là một kim loại nặng, màu xám nhạt, hơi phơn phớt xanh lam lóng lánh. Về tính khó chảy (nhiệt độ nóng chảy của nó là gần 3000 độ C) thì nó chỉ thua vonfram và reni mà thôi. Ngoài độ bền và độ cứng cao, nó còn có tính dẻo tuyệt với. Tantali nguyên chất dễ gia công cơ học, dễ dập, dễ cán thành lá mỏng (có chiều dày vào khoảng vài phần trăm milimet) và dễ kéo thành sợi.

Song không phải nghi ngờ gì nữa, tính bền vững hóa học rất tuyệt vời của tantali chính là tính chất quan trọng nhất của kim loại này. Về mặt này nó chỉ thua kém các kim loại quý, nhưng cũng không phải là thua kém trong mọi trường hợp. Ngay cả trong những hóa chất xâm thực đáng sợ như nước cường toan và axit nitric đậm đặc, tantali cũng không bị hòa tan. Trong axir nitric 70 % ở 200 độ C, tantali hoàn toàn không bị ăn mòn; trong axit sunfuric ở 150 độ C, nó cũng không bị ăn mòn, còn ở 200 độ C thì nó chỉ bị ăn mòn với tốc độ 0, 006 milimet trong một năm. Điều đó làm cho tantali trở thành một vật liệu kết cấu rất quý báu trong công nghiệp hóa học.

Khí cụ làm bằng tantali được sử dụng trong việc sản xuất nhiều loại axit (clohiđric, sunfuric, nitric, fotforic, axetic), các peroxit hiđro, brom, crom. Tại một xí nghiệp sử dụng khí hiđro clorua, chỉ sau hai tháng là các chi tiết làm bằng thép không gỉ đều bị hỏng hết. Nhưng chỉ cần thay thế thép bằng tantali thì ngay cả những chi tiết mỏng nhất (có chiều dày từ 0, 3 đến 0, 5 milimet) cũng trở nên gần như vĩnh cửu: Tuổi thọ của chúng tăng lên đến hai chục năm. Chỉ có axit flohiđric mới có quyền khẳng định rằng, chính tantali phải thua nó.

Các catôt bằng tantali được sử dụng để tách vàng và bạc trong phương pháp điện phân. Ưu điểm của các catôt này thể hiện ở chỗ là nó không bị nước cường toàn làm hại, trong khi cả vàng và bạc đều bị hòa tan trong nước này.

Tantali có một tính chất có một không hai: Nó có tính hòa hợp sinh học rất tốt với các mô sống, nghĩa là có khả năng "sống hòa thuận" với các mô của cơ thể người mà không gây phản ứng gì cả. Nhờ có tính chất này mà nó được sử dụng rộng rãi trong y học, chủ yếu là trong khoa phẫu thuật phục hồi để "sửa chữa" cơ thể người. Các bản mỏng kim loại này được sử dụng trong những trường hợp chấn thương sọ não. Sách báo đã có lần mô tả một trường hợp, trong đó, một vành tai giả làm bằng bản mỏng tantali và một mảnh da cắt từ đùi chuyển lên đã chung sống hòa thuận với nhau đến nỗi thật khó phân biệt tai giả với tai thật. Sợi tantali được dùng để bù cho các sợi cơ bị thiếu. Sau khi mổ, các nhà phẫu thuật thường khâu móc thành bụng bằng những cái móc tantali ; tương tự như cái móc đóng vở, móc tantali nối các mạch máu một cách chắc chắn. Khi làm mắt giả, người ta dùng lưới bằng tantali để thay võng mạc. Những sợi kim loại này cực kỳ mảnh được dùng để thay thế các sợi gân và thậm chí ngay cả các sợi thần kinh. Nếu như thành ngữ "thần kinh sắt thép" thường được dùng theo nghĩa bóng, thì ngay ngoài đường phố, có thể bạn đã nhiều lần gặp những người có "thần kinh tantali".

Y học tuy không phải là nghề quan trọng nhất, nhưng có lẽ là nghề cao quý nhất của tantali. Quả thật là có một cái gì đó mang tính chất tượng trưng: Một sứ mạng nhân đạo là giảm bớt những nỗi đau đớn khổ sở của người đời lại được đặt đúng vào thứ kim loại mang cái tên để ghi nhớ kẻ tuẫn nạn trong truyện thần thoại.

Khoảng 5 % lượng tantali sản xuất ra trên thế giới được dùng cho các nhu cầu y tế. Công nghiệp hóa học tiêu thụ gần 20 %. Khách hàng chủ yếu của kim loại này và các hợp chất của nó là các nhà luyện kim. Trong những năm gần đây, tantali ngày càng được sử dụng nhiều để làm nguyên tố điều chất trong các loại thép đặc biệt – các loại thép có độ bền cao, có khả năng chống ăn mòn và chịu đựng được nhiệt độ cao. Tác dụng của tantali đối với thép cũng tương tự như của niobi. Pha thêm các kim loại này vào thép crom chống ăn mòn thông thường sẽ làm tăng độ bền và làm giảm độ giòn của thép sau khi nung và tôi.

Một lĩnh vực sản xuất tantali rất quan trọng là sản xuất các loại hợp kim bền nhiệt mà kỹ thuật tên lửa và kỹ thuật vũ trụ càng ngày càng cần rất nhiều. Hợp kim kết cấu gồm 90 % tantali và 10 % vonfram có những tính chất tuyệt vời. Các lá hợp kim này có thể chịu đựng được tới 2500 độ C, còn các chi tiết dày dặn hơn thì chịu đưng được nhiệt độ khủng khiếp - đến 3300 độ C! Ở nhiều nước, người ta coi hợp kim này là hoàn toàn đáng tin cậy để sản xuất vòi phun, ống xả, các khí cụ kiểm tra và điều chỉnh lưu lượng khí đốt, mép gờ và nhiều cụm chi tiết quan trọng khác của các con tàu vũ trụ. Trong trường hợp mà miệng phun của tên lửa được làm mát bằng kim loại lỏng có khả năng gây ra sự ăn mòn (liti hoặc natri), nếu không có hợp kim của tantali và vonfram thì không thể lấy gì thay thế được.

Độ bền nhiệt của các chi tiết làm bằng hợp kim tantali – vonfram còn đáng kinh ngạc hơn nữa nếu ta phủ lên chúng một lớp tantali cacbua (nhiệt độ nóng chảy của nó là 4000 độ C). Khi phóng các tên lửa thí nghiệm, miệng phun làm bằng hợp kim này đã chịu đựng nhiệt độ rất cao mà nếu không có lớp phủ thì hợp kim sẽ bị ăn mòn và phá huỷ khá nhanh.

Tantali cacbua cũng có độ cứng rất cao (gần bằng độ cứng của kim cương), nhờ vậy mà nó được sử dụng rộng rãi trong việc sản xuất các hợp kim cứng. Khi cắt gọt với tốc độ cao, kim loại nóng lên đến nỗi phoi bị dính vào dụng cụ cắt gọt – mép cắt bị quằn và sắt mẻ. Những lưới cắt được chế tạo bằng hợp kim cứng trên nền tantali cacbua thì không sợ bị sứt mẻ và dùng được rất lâu.

Nhiều đoạn ghi trong "sổ lao động" của tantali chứng tỏ một mối liên quan mật thiết của nó với dòng điện: Một phần đáng kể sản lượng thế giới của kim loại này được sử dụng trong công nghiệp kỹ thuật điện và công nghiệp điện tử chân không. Các khí cụ chỉnh lưu bằng tantali được sử dụng ở các trạm tín hiệu đường sắt, ở các tổng đài điện thoại, các hệ thống tín hiệu cứu hỏa. Các tụ điện tantali tí hon được sử dụng ở các trạm phát sóng vô tuyến, trong các thiết bị radar và các sơ đồ điện tử khác.

Tantali được dùng làm vật liệu cho các chi tiết khác nhau của các khí cụ điện tử chân không. Cững như niobi, tantali là một chất hấp thụ khí tuyệt vời. Chẳng hạn, ở nhiệt độ 800 độ C, một thể tích tantali có thể hấp thụ 740 thể tích khí. "Nuốt" hết phần khí còn sót lại trong các đèn điện tử, sau khi đã hút bằng bơm hút chân không, các chất hấp thụ khí bảo đảm cho chúng có độ chân không rất cao. Bộ cốt chịu nhiệt của các loại đèn điện tử - anôt, cực lưới, catôt nung nóng gián tiếp và các chi tiết bị đốt nóng khác đều được làm bằng tantali. Các loại đèn phải đảm bảo giữ được các thông số kỹ thuật chính xác khi làm việc ở nhiệt độ và áp suất cao đều rất cần tantali. Trong một số kiểu đèn chân không, tantali được sử dụng để duy trì áp suất chất khí ở một mức nhất định.

Có thể gặp dây tantali trong các linh kiện siêu dẫn dùng trong kỹ thuật tính toán.

Còn phải kể đến một nghề kỹ thuật điện nữa của tantali: Nó là vật liệu tuyệt vời để chế tạo các bộ phận phóng điện trong chất khí. Kim loại này thách thức thần Zơt – thiên lôi bằng cách "giải" hết điện tích của các luồng sét mà vị thần này giáng xuống đất trong cơn thịnh nộ, dường như để tỏ tình thân ái với nhân vật thần thoại cùng tên là Tantan.

Trong ngành sản xuất tơ sợi nhân tạo, khuôn để kéo tơ sợi có các "lỗ mắt" cực kỳ nhỏ, đường kính của chúng chỉ bằng vài phần trăm milimet. Các khuôn này thường hay bị dính bẩn nên phải cọ sạch thường xuyên. Nhưng khi đó, đường kính "lỗ mắt" phải hoàn toàn không thay đổi. Tất nhiên là cần có một thứ vật liệu rất bền, chịu được mài mòn và không bị ăn mòn để làm các khuôn như vậy. Vì lẽ đó mà người ta chế tạo các chi tiết này bằng tantali – thứ kim loại đáp ứng được tất cả các nhu cầu này.

Trong thời gian gần đây, tantali đã bắt đầu thử sức mình trong cả nghề kim hoàn: Nhiều khi nó thay thế rất tốt cho platin. Điều đó sẽ tiết kiệm được rất nhiều, bởi vì platin đắt hơn tantali rất nhiều lần. Tantali được bao phủ bởi một lớp màng cực mỏng có các màu sắc cầu vồng rất đẹp mắt: Tính chất này đã giúp ích cho hoạt động của nó trong nghề kim hoàn. Tantali còn được dùng để làm vỏ đồng hồ, vòng xuyến và các thứ đồ trang sức khác.

Viện đo lường quốc tế ở Pháp và viện tiêu chuẩn ở Mỹ đã sử dụng tantali thay cho platin để chế tạo các bộ quả cân phân tích tiêu chuẩn có độ chính xác cao. Trong việc sản xuất mũi ngòi bút máy, tantali được dùng để thay thế iriđi – một kim loại rất đắt.

Tất nhiên, tantali khó ganh đua với platin và iriđi về giá thành, nhưng giá tantali cũng vẫn khá cao. Chủ yếu như vậy là do sự đắt đỏ của các vật liệu dùng cho việc sản xuất tantali và sự phức tạp của công nghệ chế tạo ra nó. Chỉ cần nói một điều này cũng đủ rõ: Để thu được 1 tấn tinh quặng tantali, cần phải chế biến 3000 tấn quặng. Song tất cả mọi chi phí đều được bù lại một cách dư thừa.

* * * Những năm trẻ tuổi của tantali, khi mà nó tràn đầy sức lực và khát vọng làm việc nhưng vẫn ôm hận chịu mang tiếng là kẻ ăn bám, nay đã lùi vào lĩnh vực truyền thuyết. Trong thời đại chúng ta, như các bạn đã thấy rõ rồi đấy, kim loại này có rất nhiều việc làm. Nó còn phải hoàn thành biết bao công việc quan trọng, cần thiết và thú vị!

"Còn nữa"

 

Kẻ cho ta ánh sáng

W

Bấm để xem

Tên gọi của nhiều nguyên tố tự nói về lai lịch của mình: Hyđro có nghĩa là "sinh ra nước"; cacbon có nghĩa là "sinh ra than"; menđelevi, enstani, fecmi, curi, kursatovi là để tưởng niệm các nhà bác học xuất sắc; europi, amerixi, franxi, gecmani, califoni là xuất phát từ những địa danh. Nhưng cũng có những nguyên tố mà tên gọi của chúng, như người ta thường nói, cần phải bàn luận. Vonfram vốn thuộc nguyên tố như vậy.

Ngay cả việc định nghĩa của từ "vonfram" - nước bọt chó sói - cũng chưa chắc đã giải thích được nguồn gốc của tên gọi này. Thực ra, liệu cái nguyên tố thuộc nhóm IV của hệ thống tuần hoàn Đ. I. Menđelêep có thể có cái gì chung với con thú rừng dữ tợn ấy không?

* * * Từ thời cổ xưa, các nhà luyện kim đã lắm phen vấp phải một hiện tượng quái lạ: Thỉnh thoảng, do những nguyên nhân hết sức khó hiểu, lượng thiếc nấu từ quặng ra bị giảm sút ghê gớm. Vì các chỉ tiêu kinh tế -kỹ thuật của việc nấu luyện không thể không làm cho tổ tiên chúng ta lo lắng nên họ bắt đầu chăm chú theo dõi quặng thiếc đưa vào lò nấu luyện. Chẳng mấy chốc, họ đã nhận thấy một quy luật: Điều kiện phiền toái nảy sinh khi mà trong quặng có những hòn đá nặng màu nâu hoặc màu xám hơi vàng. Kết luận đó tự nói lên một điều: Hòn đá đã "ngốn thiếc như chó sói ngốn thịt cừu" vậy. Và cứ như thế thì cứ gọi thứ đá độc ác này là "nước bọt chó sói" - vonframit. Ở một số nước khác, chẳng hạn, ở Thụy Điển, cũng gặp thứ đá tương tự nó được gọi là "tungsten", nghĩa là "đá nặng".

Việc phát minh ra vonfram gắn liền với tên tuổi của nhà hóa học nổi tiếng người Thụy Điển Carl Vinhen Sele (Karl Wilhelm Scheele). Vốn là một dược sư, ông đã làm nhiều việc tại nhiều phòng bào chế thuốc của nhiều thành phố, tại đó, ông cũng tiến hành nhiều cuộc nghiên cứu khoa học. Năm 1871, Sele đã xác định được rằng, tungsten (sau này được gọi là seelit) là muối của một axit mà thời bấy giờ chưa ai biết, và ông đã tách được từ nó ra một thứ bột trắng - đó là oxit của nguyên tố mới này. Nhưng rồi công việc của ông cũng không đi xa hơn thế nữa.

Các nhà hóa học Tây Ban Nha - hai anh em Fauxto (Fausto d' Eluar) và Hoan Hoze đe Eluar (Juan Jose d' Eluar) đã rất quan tâm đến vấn đề tungsten: Họ bắt đầu tiến hành các thí nghiệm với vonframit và tungsten. Chỉ hai năm sau, họ đã đạt được kết quả: Sau khi trộn lẫn thứ bột trắng thu được từ vonframit với than gỗ tán nhỏ, họ đốt thật nóng hỗn hợp này trong lò nung. Sau thí nghiệm, khi lò nung đã nguội, họ mở ra và phát hiện thấy trong đó có một chất mầu nâu thẫm dễ tan vụn trong tay. Dùng kính lúp để soi, các nhà bác học nhận thấy rong bột này có một, hai rồi ba viên kim loại nhỏ, hình cầu. Đó chính là vonfram. Nhìn những hạt kim loại mới này, liệu hai anh em đe Eluar có nghĩ là nó có vinh dự tạo nên một bước ngoặt thực sự trong công nghiệp hay không?

Năm 1864, một nhà bác học Anh tên là Robec Miuset (Robert Mushet) đã lần đầu tiên dùng vonfram (chừng 5 %) làm nguyên tố điều chất cho thép. Thứ thép từng đi vào lịch sử ngành luyện kim với cái tên "thép tự tôi của Miuset" có thể chịu đựng được sự nung đỏ, mà độ cứng của nó không những vẫn giữ được, lại còn tăng thêm, nghĩa là nó có tính chất tự tôi. Dao cắt gọt làm bằng thép này cho phép tăng tốc độ cắt gọt kim loại lên một lần rưỡi (tăng từ 5 mét lên 7, 5 mét trong một phút).

Bốn chục năm sau đã xuất hiện thép gió chứa tới 8% vonfram. Lúc ấy, tốc độ cắt kim loại đã lên đến 18 mét trong một phút. Qua mấy năm nữa, tốc độ cắt kim loại lại được nâng lên đến 35 mét trong một phút. Thế là chỉ trong vòng nửa thế kỷ, vonfram đã nâng năng suất của các máy cắt gọt kim loại lên bảy lần!

Làm thế nào để nâng cao tốc độ cắt gọt hơn nữa? Thép thì hẳn là không đủ sức rồi, và ngay cả vonfram cũng không giúp được gì hơn. Chẳng lẽ đã đến giới hạn rồi ư? Lẽ nào không thể cắt kim loại nhanh hơn?

Vẫn là vonfram trả lời. Không đâu, nó chưa cạn hết sức lực và không định né tránh nhiệt độ cao trong cuộc chiến đấu cho tốc độ gia công kim loại. Năm 1907 đã chế tạo được hợp kim stelit gồm vonfram, crom, coban; hợp kim này đã trở thành thủy tổ của các hợp kim cứng mà hiện nay đang được sử dụng rất rộng rãi - những hợp kim cho phép nâng tốc độ cắt gọt hơn nữa. Ngày nay, tốc độ cắt gọt đã lên đến 2000 mét trong một phút.

Từ 5 đến 2000! Chặng đường mà kỹ thuật gia công kim loại đã đi qua thật là vĩ đại biết chừng nào! Các vật liệu chứa vonfram ngày càng mới là những cái mốc trên chặng đường đó.

Các hợp kim cứng hiện này là hỗn hợp của các loại cacbua của vonfram và của một số kim loại khác (titan, niobi, tantali) được chế tạo bằng cách thiêu kết. Ở đây, các hạt cacbua dường như được gắn kết bởi coban. Ngay cả ở 1000 độ C, các vật liệu như vậy vẫn không mất tính cứng, chính vì vậy nên chúng chấp nhận được tốc độ cắt gọt rất cao. Độ cứng của hợp kim relit (một trong những hợp kim được chế tạo trên nền vonfram cacbua) lớn đến nỗi, nếu ta cà cái giũa lên một mẫu hợp kim ấy thì trên cái giũa sẽ còn lại một đường rãnh do mẫu hợp kim để lại.

Gia công kim loại là hướng chính nhưng không phải là hướng duy nhất để vonfram xâm nhập vào kỹ thuật. Ngay từ giữa thế kỷ trước người ta đã nhận thấy rằng, vải tấm muối natri vonframat có tính chịu lửa. Lúc bấy giờ, các loại thuốc nhuộm màu chứa vonfram (màu vàng, xanh nước biển, trắng, tím, xanh lục, xanh da trời) đã được sử dụng rộng rãi. Các chất màu này còn được sử dụng trong hội họa, trong việc sản xuất đồ gốm, đồ sứ. Cho đến nay vẫn còn giữ được một số đồ sứ đẹp tuyệt trần sản xuất từ thế kỷ XVII ở Trung Quốc mà theo yêu cầu của hoàng đế, chúng được nhuộm màu hoa đào, đẹp khác thường. Theo truyền thuyết, để tạo được màu này, các nghệ nhân ngày xưa đã phải thực hiện gần tám ngàn thí nghiệm với các khoáng vật và các hợp chất khác nhau. Phép phân tích hóa học mới được tiến hành gần đây đã cho biết rằng, vonfram oxit làm cho sứ có màu sắc dịu dàng như vậy.

Năm 1860, người ta đã tạo được hợp kim của vonfram với sắt bằng cách nung nóng gang với axit vonframic. Độ cứng của hợp kim này đã khiến nhiều nhà hóa học và nhiều nhà luyện kim phải ngạc nhiên. Chẳng bao lâu sau đã hoàn thành được phương thức công nghiệp để sản xuất ferovonfram - đó đã là động lực thúc đẩy mạnh mẽ việc sử dụng vonfram trong ngành luyện kim.

Phải đợi một số năm nữa mới thực thi được những ý định đầu tiên nhằm đưa vonfram vào thép làm súng và đại bác. Cuối thế kỷ trước, giáo sư V. N. Lipin - một trong những người tổ chức việc sản xuất các loại thép điều chất ở nước Nga (về sau đã trở thành viện sĩ thông tấn viện hàn lâm khoa học Liên Xô), đã luyện được loại thép như vậy tại nhà máy Putilop ở Petecbua. Chỉ cần pha thêm một lượng nhỏ vonfram vào thép cũng nâng cao rõ rệt khả năng của nòng súng và nòng đại bác chống lại sự ăn mòn do khói thuốc súng gây nên. Các kỹ sư Đức đã đánh giá đúng ý nghĩa của việc làm sớm hơn những người khác. Trong những năm chiến tranh thế giới thứ nhất, đại bác hạng nhẹ của Đức có thể

Bắn được mười lăm ngàn phát, trong khi đó, đại bác của Nga và Pháp chỉ bắn được từ sáu đến tám ngàn phát thì hỏng.

Lẽ tự nhiên, lượng quặng vonfram khai thác được trong những năm đó đã tăng lên đột ngột. Nếu như trong những năm 90 của thế kỷ trước, mỗi năm thế giới chỉ khai thác được chừng 200 - 300 tấn quặng vonfram, thì ngay trong năm 1910 đã khai thác 8 ngàn tấn và trong năm 1918 đã lên đến 35 ngàn tấn.

Song dù sao vẫn thiếu vonfram. Nước Đức hầu như không có nguồn riêng về kim loại này nên lại càng cần nó. Thực ra, khi chuẩn bị chiến tranh, những người Đức biết lo xa đã dự trữ sẵn quặng vonfram, nhưng chẳng mấy chốc, lượng dự trữ này đã cạn kiệt mà công nghiệp chiến tranh thì vẫn tiếp tục đòi hỏi thép vonfram một cách gay gắt.

Sự thiếu thốn đã khiến các nhà luyện kim Đức phải suy nghĩ nát óc. Nhưng không phải vô cớ mà người ta nói: "Cái khó làm ló cái khôn". Họ đã tìm được cách giải thoát khỏi tình huống gay go: Họ nhớ lại rằng, khi "ăn" thiếc, "nước bọt chó sói" đã mang thiếc theo mình vào xỉ, mà trên lãnh thổ nước Đức - nơi đã từng nấu luyện thiếc hàng mấy trăm năm, thì đã tích tụ lại hàng núi xỉ thiếc. Ngay sau đó, các nhà luyện kim người Đức đã bắt đầu lấy vonfram từ xỉ này. Tất nhiên, xỉ không thể làm dịu hẳn cơn đói vonfram, nhưng nhờ nó cũng có thể làm nguôi cơn đói đôi chút.

Ở nước Nga dưới thời Sa hoàng, ngay cả trong thời kỳ thịnh vượng chung của công nghiệp vonfram, sản lượng kim loại rất quý báu này vẫn rất ít ỏi. Trong năm 1915, vẻn vẹn chỉ có 1, 4 tấn quặng vonfram được đưa lên từ mỏ ở Zabaikan đến nhà máy Ijora gần Petrograt, còn trong năm 1916 thì chỉ có 8, 7 tấn quặng được chở đến nhà máy Motovilikha ở thành phố Pemơ. Sản lượng ferovonfram ở nước Nga trong những năm đó chỉ đạt được vài chục put (một put bằng 16, 38 kilôgam).

Nhiều hãng nước ngoài, chủ yếu là các hãng của Thụy Điển và Nhật Bản, đã dòm ngó vùng mỏ Zabaikan như một miếng mồi ngon. Mùa hè năm 1916, các nhà địa chất của một công ty Nhật Bản đã tiến hành thăm dò - tìm kiếm ở vùng mỏ này. Có lẽ kết quả tìm kiếm đã hứa hẹn nhiều điều, bởi vì những người lãnh đạo công ty này đã tìm nhiều cách để với tới những kho tàng dưới đất ở đây, nhưng họ đã bị từ chối trong việc thuê mướn đất.

Trong những năm đó, nhà công nghiệp Tonmachep và kỹ sư mỏ Zicxơ đã thầu mỏ vonfram lớn nhất ở đây. Các nhà kinh doanh này đã cho một hãng của Thụy Điển thầu lại để kiếm lời, vì sau khi kiểm tra lại mỏ này, các đại diện của hãng ấy rất thích thú. Tonmachep đã định vớ ngay 30 ngàn rúp về khoản tiền tạm ứng theo hợp đồng với hãng này, nhưng món tiền chưa kịp lọt vào túi y: Vì nghi ngờ là Tonmachep đã cố tình hạ thấp trữ lượng ước tính của mỏ nên mượn cớ những khó khăn trong thời chiến, Ủy ban địa chất đã đề nghị trưng dụng những hầm mỏ của Tonmachep và chuyển giao quyền điều hành cho nội các Sa hoàng. Ngay sau đó, triều đình đã nhất trí thi hành biện pháp này.

Trong hồi ký của mình về thời kỳ này, viện sĩ A. E. Ferxman đã viết: "Trước Cách mạng tháng Mười, công việc của tiểu ban" Các lực lượng sản xuất tự nhiên "thuộc viện hàn lâm khoa học không thể triển khai được. Trong những điều kiện gay go mà nền khoa học nước Nga lúc bấy giờ đang phải chịu đựng, sáng kiến của các nhà bác học đã vấp phải vô vàn trở ngại. Ngay cả đối với vấn đề cực kỳ quan trọng như nghiên cứu để khai thác các mỏ vonfram, thế mà suốt hai năm ròng, viện hàn lâm khoa học không thể nhận được những khoản tiền dù là rất ít ỏi".

Tiếc rằng, trước mắt các nhà khoa học không phải chỉ có các vấn đề tài chính mà còn có những vấn đề khác có lẽ còn quan trọng hơn. Về mặt này, trong một cuốn sách của mình, nhà bác học lớn nhất của ngành đóng tàu, viện sĩ A. N. Crưlop đã nhắc đến một tình tiết. Vào tháng giêng năm 1917, nghĩa là trong những tuần lễ cuối cùng của triều đại Nicolai đệ nhị, tiểu ban "Các lực lượng sản xuất tự nhiên" thuộc viện hàn lâm khoa học đã thảo luận vấn đề về các mỏ vonfram - thứ kim loại mà lúc bấy giờ nước Nga rất thiếu. Thuyết trình viên - một quan chức rất có thế lực trong triều đình, đã thông báo rằng, trên địa phận Turkextan có các mỏ quặng kim loại này và để trang bị cho một đoàn khảo sát đến đó thì phải có 500 rúp. Sau bản báo cáo của y, mọi người đều im lặng. Hầu hết mọi người trong phiên họp đều biết là ngay cả lòng đất vùng Antai cũng giàu vonfram, nhưng không một ai quyết định nói lên điều đó, bởi vì toàn bộ vùng Antai - một trong những vùng đất Nga giàu có nhất, đồng thuộc quyền của đại công tước Vlađimirovich - một người họ hàng gần gũi của nhà vua, nên thậm chí chỉ mới nghĩ đến việc thăm dò địa chất trong lãnh địa của lão ta cũng đã là có lỗi rồi.

A. N. Crưlop đã phá tan những giây lát nặng nề: "Về các mỏ quặng ở Turkextan thì công việc rất đơn giản thôi - đây, năm trăm rúp đây!". Rút ra tờ giấy bạc có chân dung Piôt đệ nhất, ông đưa cho người chủ tọa phiên họp là A. E. Ferxman và nói: "Với Antai, công việc còn phức tạp hơn. Thuyết trình viên đã không nói rằng, các xí nghiệp khai mỏ đều nằm trên đất đai của đại công tước Vlađimirovich.

Vonfram - đó là thép gió, nghĩa là làm tăng gấp đôi tốc độ chế tạo trái phá. Nếu hỏi rằng nên trưng thu hoặc trưng dụng ở đâu thì phải nói là chính ở đây: Không có đạn trái phá, nghĩa là sẽ thua trận, và lúc đó thì không phải chỉ có gia đình Vlađimirovich mà cả triều đại đều đi đời nhà ma".

Nhà khoa học dũng cảm đã nhìn thấu suốt: Một tháng sau, cả triều đình Romanop đã "bay" đến địa chỉ mà ông đã nói.

Sự "giúp đỡ" của các chuyên gia nước ngoài là một trở ngại nữa đã kìm hãm sự phát triển của công nghiệp vonfram ở nước Nga. Năm 1931, tại nhà bảo tàng của trường đại học tổng hợp Maxcơva, khi sắp xếp lại các bộ sưu tập khoáng vật cũ, các nhà bác học đã đụng chạm đến các mẫu seelit lấy từ một mỏ ở Tajikixtan mà hồi bấy giờ chưa được biết đến. Thì ra các mẫu này đã được tìm thấy từ năm 1912 và được gửi về Maxcơva để nghiên cứu. Song các nhà địa chất người Đức mới đến làm cố vấn đã bỏ qua mỏ đó, cho là không sinh lợi, còn chính phủ Nga hoàng thì đặt lên đó một cái cây thập ác. Mấy tháng sau khi tìm thấy mẫu quặng tại nhà bảo tàng, một tiểu ban được phái đến Tajikixtan đã phát hiện ra ở đó những thân quặng vonfram rất lớn.

Cũng vào khoảng những năm đó, nhà địa chất Xô - viết nổi tiếng, viện sĩ X. X. Xmirnop cùng các học trò của mình đã triển khai rộng rãi các cuộc tìm kiếm mỏ quặng vonfram. Các nhà địa chất đã vượt qua hàng ngàn kilomet trong giá lạnh và nóng nực, khi thì đi bộ, khi thì dùng xe do chó hoặc hươu kéo, họ đã đi dọc ngang khắp mọi nẻo đường của đất nước. Và tại nhiều nơi mà những con người thăm dò lòng đất quả cảm đã đi qua - ở Zabaikan, Iakutia, trên bờ biển Okhot, đã xuất hiện những xí nghiệp mỏ quặng mới; các nhà máy mới đã được xây dựng - công nghiệp vonfram của Liên Xô đã hình thành.

Hiện nay, ngành luyện thép chất lượng cao tiêu thụ khoảng 80 % tổng số vonfram khai thác được trên thế giới, khoảng 15 % được dùng vào việc sản xuất các hợp kim cứng, 5 % còn lại thì được công nghiệp sử dụng ở dạng vonfram nguyên chất - thứ kim loại có những tính chất kỳ diệu.

Để nấu chảy vonfram, cần phải nung nóng nó đến nhiệt độ mà ở đó đa số các kim loại đều đã bốc hơi - 3410 độ C. Còn bản thân vonfram thì ngay cả khi ở gần mặt trời vẫn còn ở trạng thái lỏng: Nhiệt độ sôi của nó là gần 6000 độ C. Tính khó chảy của nguyên tố này còn bảo đảm cho nó được sử dụng vào một trong những ngành công nghiệp quan trọng nhất - ngành kỹ thuật điện.

Kể từ đầu thế kỷ XX, sau khi sợi đốt bằng vonfram thay thế sợi than, sợi osimi và sợi tantali mà trước đó đã được dùng để chế tạo bóng đèn điện, cứ mỗi buổi tối, những tia chớp vonfram nhỏ li ti lại bừng sáng trong nhà chúng ta. Hàng năm, thế giới sản xuất ra vài tỷ bóng đèn điện. Hàng tỉ ngọn đèn! Như thế có nhiều không? Bạn hãy tự xét lấy: Kể từ đầu công nguyên đến nay, loài người mới chỉ sống được hơn một tỷ phút (ngày 19 tháng tư năm 1902, lúc 10 giờ 40 phút là vừa đúng một tỷ phút sau công nguyên).

Các nhà bác học và kỹ sư thường xuyên nghĩ cách cải tiến bóng đèn điện, mong sao cho tuổi thọ của nó càng kéo dài càng tốt. Tương tự như ngọn nến cháy đang tan dần, khi ta "bật" điện, vonfram bắt đầu bốc hơi khỏi bề mặt sợi đốt. Để giảm bớt sự bốc hơi và chính nhờ vậy mà kéo dài thời gian sử dụng của bóng đèn, người ta thường bơm vào nó các thứ khí trơ dưới một áp suất nhất định. Gần đây, hơi iot được sử dụng vào mục đích này vì người ta đã phát hiện ra vai trò rất đáng chú ý của iot: Nó bắt giữ các phân tử vonfram bị bốc hơi rồi liên kết hóa học với chúng, sau đó ngưng đọng lại trên sợi đốt, bằng cách đó mà nó trả lại cho sợi đốt "những kẻ đào ngũ". Loại bóng đèn như vậy dùng được lâu hơn

Rất nhiều.

Mặt hàng bóng đèn điện do công nghiệp sản xuất ra thật là đa dạng: Từ những bóng đèn "hạt cườm" tí hon dùng trong y học đến những đèn chiếu "mặt trời" cực mạnh. Năm 1967, tại triển lãm quốc tế tại Montrean (Canađa), trong gian hàng của Liên Xô đã trưng bày thiết bị nung kiểu bức xạ "Uran - 1", mà một trong những bộ phận chủ yếu của nó là một loại đèn có cấu tạo độc đáo, được làm nguội bằng nước và không khí. Trong một bình cầu tương đối nhỏ làm bằng thạch anh chịu nóng chứa đầy khí xenon, có hai điện cực bằng vonfram. Khi bật đèn, plasma khí được đốt nóng đến 8000 độ C sẽ bừng sáng lên giữa hai điện cực. Một bộ gương phản xạ đặc biệt (mà so với nó thì những tấm gương bình thường chẳng khác gì những miếng sắt tây mờ) hướng các tia hồng ngoại của "mặt trời nhân tạo" (đèn này tạo ra quang phổ mặt trời) vào hệ thống quang học của thiết bị nung nóng này, ở đó, chúng hội tụ lại thành một dòng duy nhất có đường kính hơi lớn hơn một xentimet. Nhiệt độ ở tiêu điểm của chùm tia đạt tới 3000 độ C. Với chế độ đốt nóng như vậy, "Uran -1" có thể làm việc hàng trăm giờ liên tục.

Cái gọi là các tia âm cực được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật. Đó là một luồng điện tử phóng ra từ bề mặt của catôt kim loại vào chân không (sự phát xạ điện tử). Thực tế đã chứng tỏ rằng, vonfram là một trong những vật liệu tốt nhất để làm catôt.

Một trong những đặc điểm của vonfram là mật độ của nó rất cao: Nó cũng nặng như vàng. Về mặt này, vonfram chỉ thua osimi, iriđi và platin một ít nhưng nó lại rẻ hơn các kim loại này rất nhiều. Đối với máy bay và tên lửa vũ trụ, theo lẽ thường, trọng lượng cao của vật liệu là một nhược điểm nghiêm trọng; tuy nhiên, trong một số lĩnh vực kỹ thuật khác, tính chất này có thể nói là quý như vàng. Nhưng trên thực tế, trong những trường hợp như vậy các nhà chế tạo sẽ không dùng vàng hoặc platin vì chúng quá đắt. Ở đây, vonfram hoàn toàn thích hợp: Trên cơ sở kim loại này, người ta đã chế tạo ra các hợp kim nặng có công dụng đa dạng. Từ các hợp kim như vậy, người ta làm ra các màn chắn bức xạ (tốt hơn các màn chắn bằng chì), bình chứa các đồng vị phóng xạ, con lắc và đối trọng trong đồng hồ và trong các khí cụ khác, roto của con lắc hồi chuyển, đầu đạn để bắn thủng xe thiết giáp, cùng các chi tiết và sản phẩm khác có "uy tín trong xã hội".

Vonfram nguyên chất có độ bền rất cao: Sức chống đứt của nó lên đến 40 tấn trên một xentimet vuông, vượt xa độ bền của loại thép tốt nhất. Ngay cả ở 800 độ C, kim loại này vẫn khéo léo giữ được những tính năng rất tốt về độ bền.

Độ bền cao của vonfram kim loại được kết hợp với độ dẻo rất tốt nên có thể kéo kim loại này thành sợi cực mảnh: Chỉ cần 250 gam là đã có thể kéo dài thành 100 kilômet.

Gần đây, sợi vonfram vốn được sử dụng rộng rãi trong việc sản xuất bóng đèn điện lại có thêm một nghề mới nữa: Người ta đề nghị dùng nó làm dụng cụ cắt để gia công các vật liệu giòn. Nhờ một bộ phận biến đổi, máy siêu âm truyền dao động cho sợi vonfram; sợi này sẽ cứa vào vật liệu cần gia công, tuy chậm nhưng rất chính xác: "Dao cắt" mới này dễ dàng ứng xử với các vật liệu ngang bướng như thạch anh, hồng ngọc, xitan, thủy tinh, gốm v. V, cắt chúng thành từng phần hoặc tạo nên những đường rãnh và những kẽ hở có hình dáng phức tạp và kích thước bất kỳ, với độ chuẩn xác của hàng kim hoàn.

Mặc dầu độ bền của sợi vonfram rất cao, song vẫn không thể sánh với độ bền của những "sợi ria" làm bằng kim loại này - đó là những tinh thể cực kỳ mảnh, mảnh hơn sợi tóc hàng trăm lần. Các nhà vật lý Xô - viết đã tạo được những "sợi ria" vonfram có đường kính chỉ bằng hai phần triệu xentimet. Độ bền của chúng đạt đến 230 tấn trên một xentimet vuông, tức là gần bằng giới hạn tuyệt đối về độ bền (giới hạn bền lý thuyết của các chất trên trái đất được xác định theo tính toán). Những thứ sợi kim loại thần kỳ như vậy chỉ mới tồn tại trong bốn bức tường của phòng thí nghiệm.

Người ta cũng điều chế vonfram nguyên chất để dùng trong kỹ thuật theo phương pháp khử vonfram oxit bằng khí hidro. Những hạt bụi vonfram cực kỳ nhỏ được tạo thành ở đây được ép lại và thiêu kết bằng cách đốt nóng đến 3000 độ C nhờ dòng điện. Từ kim loại này, người ta kéo thành sợi đốt của bóng đèn điện, dập các chi tiết của đèn điện tử và của các ống rơngen, sản xuất tiếp điểm cho các cầu dao, điện cực và bộ phận ngắt điện.

Các nhà bác học đã đề xuất phương pháp hồ quang - plasma để nuôi các tinh thể vonfram, molipđen và các kim loại khó nóng chảy khác có kích thước lớn. Tại viện luyện kim tại viện hàn lâm khoa học Liên Xô, bằng phương pháp này có thể tạo được một đơn tinh thể vonfram rất lớn, cân nặng 10 kilôgam. Nhờ có độ tinh khiết rất cao mà thứ kim loại này có những tính chất cơ học khác thường; ngay cả ở nhiệt độ rất thấp, nó vẫn giữ được tính dẻo, còn ở nhiệt độ khá cao, nó hầu như không làm mất độ bền của mình. Các đơn tinh thể được sử dụng trong nhiều khí cụ điện - chân không.

Các nhà bác học đã khám phá ra một tính chất rất độc đáo của vonfram: Nó tích cực bắt giữ và tích lũy năng lượng của ánh sáng mặt trời. Thực ra, đây không phải nói về chính kim loại này, mà nói về lớp màng cực kỳ mỏng của nó, lớp màng thu được bằng cách cho vonfram ở thể khí kết tủa. Khi đốt nóng đến 500 độ C, kim loại có bề mặt như vậy có thể giữ được nhiệt độ này khá lâu nếu cho chiếu các tia mặt trời vào nó. Giải thích như thế nào về hiệu ứng nhiệt độc đáo này? Nếu soi màng vonfram bằng kính hiển vi thì thấy nó là một đám lông tơ: Bề mặt của nó là những "bụi rậm" gồm những tinh thể lông tơ hình cành cây khiến cho các tia mặt trời bị "lạc đường" trong đó.

Để xác định quỹ đạo chuyển động của các proton, người ta dùng bản rộng có vô số sợi lông tơ vonfram mà hầu như mắt thường không thể nhìn thấy, còn trên đó thì phủ một lớp vàng.

Như chúng ta đều biết, tia rơngen có khả năng xâm nhập rất mạnh. Nhưng, cái gì dù tốt đẹp đến mấy cũng có những mặt trái của nó: Các tia này không muốn phản xạ, cũng không muốn khúc xạ. Đáng tiếc thật! Giá như có thể hội tụ được chúng lại thì các nhà bác học đã có thể nghĩ đến việc chế tạo kính hiển vi và laze rơngen và những triển vọng mới tốt đẹp đã mở ra cho khoa học rồi. Dù sao cách đây không lâu cũng đã chế tạo được cái gọi là "gương rơngen"; loại gương này có thể phản xạ được một phần nào đó của các tia, trong số đó có cả những tia chiếu vuông góc với gương mặt, mà đây là điều hết sức quan trọng. Gương này gồm vài chục lớp vonfram và cacbon xen kẽ nhau, được tráng trên nền là một màng silic mỏng. Bề dày của mỗi lớp vonfram chưa đầy một nanomet (tức là một phần tỷ mét), còn mỗi lớp cacbon thì "dày" gấp hai lần như vậy. Bề dày của các lớp phải được bảo đảm thật chính xác để tránh sư giao thoa của các tia, làm cho sự phản xạ bị yếu đi. Bề dày tổng cổng của cái gương khác thường này chỉ bằng 0, 38 milimet, còn đường kính của nó bằng 76, 2 milimet.

Trong chuyến bay phối hợp theo chương trình "Liên hợp"... "

Apollo", các nhà du hành vũ trụ Liên Xô và Mỹ đã tiến hành một cuộc thực nghiệm lý thú có vonfram tham gia. Trong những điều kiện của trái đất, thật khó, mà thường là không thể chế tạo các hợp kim gồm các kim loại có tỷ trọng khác xa nhau, vì trong quá trình nấu chảy và kết tinh, các phân tử của thành phần nặng hơn sẽ có xu hướng chiếm các "tầng thấp" của thỏi, còn các phân tử của kim loại nhẹ hơn thì sẽ "cư trú" ở các tầng trên cùng. Tất nhiên, trong thực tế không thể sử dụng các hợp kim có thành phần nham nhở như vậy. Nhưng nếu nấu luyện trong vũ trụ thì kết quả sẽ khác hẳn. Ở đây, trong điều kiện không trọng lượng, tất cả các kim loại dù nhẹ hay nặng - đều bình đẳng, vì vậy, các hợp kim sẽ có thành phần và cấu trúc đồng đều. Thế là các nhà bác học quyết định nấu luyện trong vũ trụ một hợp kim của nhôm - thứ kim loại vừa nhẹ lại vừa dễ nóng chảy, với vonfram là kim loại vừa nặng lại vừa có nhiệt độ nóng chảy cao nhất.

Cuộc thực nghiệm này chỉ là khởi đầu của việc nghiên cứu công nghệ vũ trụ. Một trong những người tham gia chuyến bay lịch sử này - Valeri Cubaxop đã nói: "Không lâu nữa, bằng sức mạnh phối hợp, chúng ta có thể xây dựng cả những nhà máy trong vũ trụ. Chúng sẽ chuyên về nghề luyện kim hoàn toàn mới - chế tạo các hợp kim và vật liệu mà trong những điều kiện của trái đất thì không thể chế tạo được".

* * * Trải qua nhiều thế kỷ, kim loại vẫn phục vụ con người một cách trung thành, giúp con người sáng tạo nên thế giới kỹ thuật kỳ diệu. Vonfram - một kim loại đứng trên các "tuyến lửa" hoàn toàn xứng đáng được chiếm một trong những vị trí danh dự.

"Còn nữa"

 

Sau ba lần khóa

Pt

Bấm để xem

Trong các thế kỷ XVI và XVII, bọn thực dân Tây Ban Nha đã trắng trợn cướp bóc của cải ở các quốc gia cổ của người Aztec và người Inka. Hàng tấn vàng, bạc, ngọc bích chất đầy các khoang tàu thường xuyên chuyên chở từ châu Mỹ về nước Tây Ban Nha. Có lần, khi đi dọc sông Platino - del - Pinto (thuộc Columbia), bọn xâm lược đã nhìn thấy trên bờ sông có vàng và những hạt kim loại nặng, trắng như bạc mà chúng chưa hề biết. Vì rất khó nóng chảy nên kim loại này chẳng có ích lợi gì mà chỉ gây rắc rối cho việc làm sạch vàng. Người Tây Ban Nha đã quyết định gọi thứ kim loại mới này là "platina", nghĩa là "bạc xấu" để biểu lộ thái độ không thiện cảm của họ đối với nó.

Tuy vậy, vẫn khá nhiều platin được chở về Tây Ban Nha; ở đó, nó được bán với giá rẻ hơn nhiều so với bạc. Chẳng bao lâu, bọn thợ kim hoàn người Tây Ban Nha đã phát hiện thấy là platin rất dễ tạo thành hợp kim với vàng, nên những kẻ bất lương trong bọn họ đã pha trộn nó vào vàng để làm đồ trang sức và làm tiền giả. Nhà vua đã biết đến việc làm giả mạo của bọn thợ kim hoàn, nhưng chẳng có cách nào tốt hơn là cứ ra lệnh bắt đình chỉ việc chuyên chở thứ kim loại vô tích sự ấy vào trong nước, đồng thời thủ tiêu tất cả các nguồn dự trữ của nó để bọn thợ kim hoàn bịp bợm không còn có thể lừa dối những người lương thiện nữa.

Các quan chức xưởng đúc tiền của nhà vua đã thu nhặt toàn bộ số platin (mà lúc bấy giờ bị mang những cai tên nhạo báng như "vàng thối", "vàng đê tiện".) hiện có ở Tây Ban Nha và ở các thuộc địa của nước này, rồi công khai xử "tử hình" kim loại này vì "bản chất dối trá" của nó. Tất cả số platin thu nhặt được đều bị đem đổ xuống biển, xuống sông, xuống những chỗ nước sâu. Sau này, "chiến dịch" như vậy còn tái diễn một lần nữa. Giai đoạn đầu trong tiểu sử của platin đã kết thúc một cách bị thảm như vậy.

Giữa thế kỷ XVIII, ở Tây Ban Nha đã xuất bản bộ sách "Cuộc viễn du Nam Mỹ" gồm hai tập của nhà hàng hải kiêm nhà thiên văn và toán học Antonio đe Uloa (Antonio de Uloa). Từng đến Nam Mỹ trong một đoàn thám hiểm, nhà bác học này rất quan tâm đến platin tự sinh nên đã đưa nó về châu Âu và đã mô tả tỉ mỉ trong bộ sách của mình. Sau đó, thứ kim loại bị "ruồng rẫy" này đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà bác học châu Âu.

Nhà hóa học Thụy Điển Henrich Sefe (Heinrich Scheffer) đã nghiên cứu platin một cách kỹ lưỡng. Ông đã chứng minh rằng, platin không phải là hỗn hợp của các kim loại đã biết (chẳng hạn, của vàng và sắt) như một số nhà bác học đã từng khẳng định, mà là một nguyên tố hóa học mới. Việc nghiên cứu platin đã dẫn đến sự phát hiện một số kim loại đi kèm theo nó trong thiên nhiên và cũng mang một cái tên chung của dòng họ platin: Năm 1803 đã phát hiện rođi và palađi, năm 1804 - osimi và iriđi; bốn chục năm sau, các nhà hóa học đã biết đến ruteni - nguyên tố cuối cùng của nhóm này.

Năm 1819, các nhà địa chất đã tìm được những mỏ sa khoáng platin ở Uran gần Ecaterinbua (nay là Xveclôpxcơ). Sự kiện này đã tạo thuận lợi đáng kể cho các công việc trong lĩnh vực này. Năm năm sau, xí nghiệp mỏ platin đầu tiên ở Nga đã bắt đầu hoạt động tại đây. Lúc bấy giờ, những người thợ săn ở vùng này đã dùng platin làm đạn ghém để săn thú. Việc làm buồn cười này đã nói lên sự giàu có của sa khoáng Uran.

Cũng vào khoảng thời gian đó, platin bắt đầu được dùng để pha vào thép. Năm 1825, "Tạp chí mỏ" đã viết: "6 fun thép được nấu chảy với 8 zolotnik (1 fun bằng 409, 5124 gam; 1 zolotnik bằng 1/96 fun, hoặc bằng 4, 266 gam. Như vậy, tỉ lệ platin trong thép ở đây là 1, 72 hoặc 1, 39 %) platin tinh khiết trong một cái nồi nung bằng đất sét chịu lửa và phải giữ cho kim loại không tiếp xúc với không khí.

Khối nóng chảy được rót vào khuôn bằng gang và được làm nguội bằng nước lạnh. Nhìn vào mặt gãy của thỏi thép thì thấy thép có cỡ hạt đồng nhất và nhỏ mịn đến nỗi không thể nhìn thấy cấu trúc của hạt bằng mắt thường. Khi được mài sắc và được tôi, nó cắt được thủy tinh y như kim cương, nó chặt được gang và sắt mà không bị cùn. Nói chung, thép platin cứng hơn rất nhiều so với các loại thép đã biết từ trước tới này và chịu được va đập rất mạnh mà không bị gẫy". Vì có độ cứng cao khác thường nên thép này được gọi là "thép kim cương". Platin nắm giữ vai trò này khá lâu nhưng sau này đã buộc phải nhường lại vị trí của mình cho vonfram là thứ kim loại rẻ hơn, đồng thời lại có khả năng hơn.

Nhà bác học nổi tiếng người Nga, kỹ sư P. G. Xobolexpki đã viết thêm một trang quan trọng trong tiểu sử của platin. Đứng đầu Phòng thí nghiệm hợp nhất ở Petecbua thuộc Cục mỏ và muối, đứng đầu Trường trung học mỏ và Phòng điều chế khoáng liệu trung ương, ông đã cùng với người cộng sự của mình là nhà luyện kim V. V. Liubarxki bắt tay vào việc nghiên cứu platin chưa tinh luyện và đề xuất công nghệ biến nó thành kim loại dễ rèn. Điều mắc mớ chủ yếu là trong số các lò từng có lúc bấy giờ, không một lò nào có thể dùng nung nóng platin đến điểm nóng chảy của nó (đến 1769 độ C) hoặc dù chỉ gần đến nhiệt độ này cũng không được. Đây lại là điều kiện cần thiết mà nếu không thực hiện được thì platin không chịu chấp nhận hình dáng con người mong muốn. Quả là phải "nát óc" về vấn đề này.

Nếu không thể chiếm lĩnh pháo đài bằng một cuộc tập kích thì đành phải tìm cách khác. Các nhà nghiên cứu cũng đã hành động như vậy. Họ nhét đầy platin xốp (khi xử lý quặng bằng hóa chất đã thu được thứ kim loại có nhiều lỗ hổng như vậy) vào các khuôn bằng sắt được chế tạo một cách đặc biệt, rồi ép trên máy ép kiểu vít và nung đến khi nóng trắng lên, sau đó lại ép với áp lực lớn. Cuối cùng, kim loại đã đầu hàng: Bỏ qua sự nóng chảy, platin bọt đã biến thành một sản phẩm nguyên khối mà không thể phân biệt với các sản phẩm đúc. Thế là vào năm 1826, lần đầu tiên trong lịnh sử kỹ thuật, một quy trình công nghệ độc đáo đã được sáng lập nên và được ứng dụng trong thực tiễn mà cho đến

Nay vẫn còn giữ được giá trị của mình: Nó đặt nền móng cho các phương pháp luyện kim bột hiện đại.

Công lao của Xobolepxki đã được bộ trưởng tài chính E. F. Cancrin ghi nhận. Ông này đã đề nghị hàng năm cấp thêm cho nhà bác học 2500 rúp "tiền thưởng để nêu gương" ngoài tiền lương "chừng nào mà ông còn phục vụ".

Cũng lúc bấy giờ, Xobolepxki được giao việc đúc tiền bằng platin gồm các loại 3, 6 và 12 rúp. Chẳng bao lâu xưởng đúc tiền ở Petecbua đã phát hành "thả cửa" những đồng tiền như vậy. Sau một thời gian tương đối ngắn đã phát hành gần một triệu rưỡi đồng tiền platin, hết gần 15 tấm kim loại này. Tuy nhiên, giá platin đã tăng lên, có thể nói, không phải tăng từng ngày mà là tăng từng giờ, còn chính phủ thì hiểu rằng mình đã phạm sai lầm: Tiền platin càng ngày càng đắt, bởi lẽ, giá thành thực sự của nó vượt xa giá danh nghĩa nên chẳng bao lâu, chúng không còn lưu hành nữa. Có hai điều đã thúc đẩy quá trình này. Một là, bộ tài chính đã đưa ra một biện pháp nhằm thu hồi platin về ngân khố; hai là, các tư nhân chỉ muốn mua bán bằng tiền khác và giữ lại tiền platin làm "kỷ niệm tốt lành". Hiện nay, những đồng tiền như vậy rất hiếm, chỉ có thể nhìn thấy chúng ở một vài bộ sưu tập lớn về tiền cổ.

Việc phát hành tiền platin không ngờ lại có ích cho khoa học. Phòng thí nghiệm của xưởng đúc tiền đã gom góp được khá nhiều "đuôi quặng" platin - những thứ phế liệu trong việc sản xuất tiền. Năm 1841, giáo sư hóa học Carl Carlovich Claut (Karl Karlovich Klaus) của trường đại học tổng hợp Kazan đã yêu cầu xưởng đúc tiền gửi cho ông vài fun phế liệu này để nghiên cứu. Yêu cầu này đã được đáp ứng và nhà hóa học đã bắt tay vào việc phân tích những vật phế thải mà tưởng như chẳng ích lợi gì. Thật đáng ngạc nhiên, ông đã tìm thấy trong đó có 10 % platin và một ít osimi, iriđi, palađi và rođi.

Những thứ "của thừa" mà trước đó chưa làm ai bận tâm bỗng chốc biến thành kho của cải quý báu thật sự. Claut liền thông báo ngay với sở khai khoáng về những kết quả đã thu nhận được. Sau đó ít lâu, ông đã đến Petecbua và được bá tước Cancrin đón tiếp. Vốn đã rất chú ý đến thông báo của nhà hóa học này, Cancrin đã hỗ trợ ông, giúp ông có thêm nhiều đuôi quặng platin để tiếp tục nghiên cứu.

Sự lao động kiên trì của Claut đã đạt kết quả tốt đẹp: Ông đã chứng minh được rằng, ngoài những nguyên tố khác đã biết, trong phần thừa của quặng platin còn có một kim loại mới mà ông gọi là ruteni để tôn vinh nước Nga (tên La tinh của nước Nga là Ruthenia). Vì có phát minh này, Claut đã được nhận nguyên cả giải thưởng Đemiđop do viện hàn lâm khoa học Nga trao tặng.

Việc khai thác platin ở Uran đã phát triển rất nhanh. Một điều cho thấy rõ là ngay từ đầu thế kỷ XX, riêng nước Nga đã chiếm 95 % tổng sản lượng platin khai thác được trên thế giới (Columbia sản xuất 5 % còn lại). Về sau, platin từ Nam Phi và Canađa mới bắt đầu xuất hiện trên thị trường thế giới.

Một điều đặc biệt là sản lượng vàng hàng năm trên thế giới đã vượt quá một ngàn tấn từ lâu, còn sản lượng platin hiện nay chỉ được tính bằng vài chục tấn. Chẳng có gì đáng ngạc nhiên cả: Câu nói: "Được một gam, phải làm một năm" của một nhà thơ nào đó hoàn toàn đúng trong trường hợp của platin. Thật vậy, để thu được một gam kim loại này, đôi khi phải chế biến hàng trăm mét khối quặng, tức là nguyên một toa tầu hỏa. Sở dĩ như vậy là vì quặng platin có hàm lượng cực kỳ nghèo nàn và không có những mỏ platin lớn. Rất ít khi gặp platin ở dạng tự sinh. Khối platin tự sinh lớn nhất trong số các khối đã tìm được không quá 10 kilôgam.

Kim loại này bắt đầu tìm được công dụng thực tế ngay từ đầu thế kỷ trước, khi mà một người nào đó đã nảy ra ý nghĩ rất hay là dùng nó để làm bình bảo quản axit sunfuric đậm đặc. Từ đó, tính bền vững rất cao của platin đối với các axit khiến cho nó được đón tiếp nồng nhiệt trong các phòng thí nghiệm hóa học, nơi mà nó được chế tạo làm vật liệu để chế tạo nồi nung, chén nung, lưới, ống và các dụng cụ thí nghiệm khác. Một lượng lớn platin cũng được sử dụng vào việc chế tạo các khí cụ chịu axit và chịu nóng ở các nhà máy hóa chất.

Mặc dầu bộ "chân vịt" để khuấy thủy tinh nóng chảy trong các nhà máy thủy tinh nổi tiếng của Tiệp Khắc tốn kém tới 75 vạn Krona (đơn vị tiền Tiệp Khắc, 100 krona tương đương với 12 rúp - N. D), còn chiếc nồi để nấu thủy tinh thì đắt gấp đôi, nhưng "cuộc vui cũng đáng tiền đèn nến" : Thiết bị như vậy được coi là tân tiến nhất, nó cho phép làm ra thủy tinh có chất lượng cao để dùng làm kính hiển vi, ống nhòm và các khí cụ quang học khác.

Các nhà hóa học còn tìm ra một công dụng quan trọng nữa của platin: Nó là chất xúc tác đắc lực nhất đối với nhiều quá trình hóa học. Khả năng này của platin đã cho phép các nhà sáng chế người Hungary làm ra thứ bật lửa kiểu mới trong thời gian gần đây. Bật lửa này không có chiếc bánh khía cổ truyền, cũng không cần đến đá lửa: Do cọ xát với không khí nên "ga" từ trong bật lửa đi ra liền bùng cháy ngay. Nhưng phản ứng này chỉ xảy ra khi có chất xúc tác. Chiếc vòng nhỏ xíu bằng platin đặt trên đường mà "ga" đi qua chính là chất xúc tác. Bật lửa như vậy không sợ gió. Hơn thế nữa, gió càng to thì phản ứng càng mạnh và ngọn lửa càng dài. Khi đậy nắp vòng lại, lửa sẽ tắt.

Với tư cách là chất xúc tác, platin rất cần cho việc oxi hóa amoniac trong quá trình sản xuất axit nitric. Hỗn hợp của amoniac và không khí được thổi qua một tấm lưới rất mảnh bằng platin (có đến năm ngàn lỗ trên một xentimet vuông) với tốc độ lớn, ở đó sẽ tạo thành nitơ oxit và hơi nước. Hòa tan nitơ oxit trong nước sẽ được axit nitric.

Platin đã đi vào thực tiễn sản xuất axit nitric ở quy mô công nghiệp nhờ công trình nghiên cứu của I. I. Anđreep - người đi tiên phong trong công nghiệp axit nitric của nước Nga, người đã từng nghiên cứu ảnh hưởng của các chất xúc tác khác nhau đối với việc oxi hóa amoniac trong suốt một thời gian dài.

Việc đó đã xảy ra trong những năm chiến tranh thế giới thứ nhất, khi mà nhu cầu về axit nitric tăng lên đột ngột vì nó rất cần cho việc sản xuất các chất nổ: Cứ mỗi kilôgam thuốc nổ tiêu tốn hơn hai kilôgam axit nitric. Đến cuối năm 1916, nhu cầu chất nổ trong mỗi tháng của quân đội Nga là vào khoảng 6400 tấn. Chỉ ở Chilê mới có nguyên liệu thiên nhiên để điều chế axit nitric, vì vậy, tất cả các nước tham chiến đều chịu nạn đói axit nitric vô cùng gay gắt nên phải ráo riết tìm cách làm dịu cơn đói này.

Lúc bấy giờ, Anđreep đã đề nghị sử dụng amoniac có trong bãi thải của các xưởng sản xuất than cốc làm nguyên liệu dùng thử. Công trình nghiên cứu do ông tiến hành đã làm cho ông ta tin ở khả năng xúc tác rất tốt của platin và tin rằng, nếu có mặt platin thì amoniac sẽ bị oxi hóa rất mạnh. Theo đề nghị và theo dự án của ông, người ta đã xây dựng nhà máy sản xuất axit nitric ở Đônbat, nơi tập trung các xí nghiệp luyện than cốc nên có đủ amoniac. Mùa hè năm 1917, nhà máy này cho ra mẻ sản phẩm đầu tiên - thế là vấn đề axit nitric đã được giải quyết tốt đẹp.

Qua sự việc sau đây có thể thấy rõ ý nghĩa của platin: Năm 1918, một viện chuyên nghiên cứu về kim loại này đã được thành lập ở Nga, sau này được ghép vào viện hóa học đại cương và hóa học vô cơ thuộc viện hàn lâm khoa học Liên Xô. Hiện nay ở đây vẫn đang tiến hành công tác nghiên cứu khoa học liên quan với hóa học và công nghệ về các kim loại thuộc nhóm platin.

Ngày nay, không phải chỉ các nhà hóa học mới cần platin. Khả năng gắn rất tốt với thủy tinh đã làm cho nó trở thành vật liệu quan trọng để sản xuất nhiều khí cụ bằng thủy tinh.

Tráng một lớp mỏng kim loại này lên kính sẽ được loại gương platin có một tính chất đặc biệt - đó là tính trong suốt từ một phía: Từ phía nguồn sáng, gương này không trong suốt và phản chiếu các vật ở đằng trước nó y như tấm gương bình thường. Nhưng từ phía bên kia, nó lại trong suốt như một tấm kính, do đó, bạn có thể nhìn được tất cả những gì ở phía khác. Có một thời, gương platin rất thông dụng ở Mỹ. Người ta lắp chúng thay cho kính cửa sổ ở các tầng dưới cùng của các công sở, còn trong các nhà ở thì chúng thay thế màn che cửa rất tốt.

Nhân đây xin nói thêm rằng, gương platin đầu tiên không hề có thủy tinh, mà toàn bằng kim loại là do người Aztec (một bộ tộc thổ dân châu Mỹ) làm ra. Đó là những lá platin được gia công rất tốt và được mài nhẵn đến mức bóng nhoáng. Họ đã làm việc đó như thế nào thì cho đến nay vẫn chưa ai biết, bởi vì platin chỉ dễ rèn khi được nung nóng đến mức sáng trắng lên, nghĩa là ở nhiệt độ rất cao mà các nhà luyện kim thời bấy giờ chưa thực hiện được. Nhưng dẫu họ làm bằng cách nào, vị thủ lĩnh của người Aztec là Montezuma đã gửi vài tấm gương như vậy làm quà tặng vua Tây Ban Nha. Và nhà vua đã "rảnh nợ" : Năm 1520, Montezuma đã bị bọn thực dân bắt giam và sau đó đã bị giết.

Platin ở dạng xốp hút được rất nhiều khí. Tính chất này là nguyên nhân của một hiện tượng kỳ lạ: Khi

Bị đốt nóng, hiđro hoặc oxi chứa trong bình kín bằng platin sẽ thoát ra ngoài qua thành bình y như chui

Qua các lỗ rây.

Platin cũng tỏ ra rất đắc lực trong việc đo nhiệt độ cao. Trong kỹ thuật, các nhiệt kế platin kiểu điện trở được sử dụng khá rộng rãi. Nguyên tắc làm việc của chúng dựa trên cơ sở sau đây. Khi đốt nóng, điện trở của platin tăng lên tùy thuộc nhiệt độ theo một quy luật nghiêm ngặt. Sợi dây platin được nối với một khí cụ ghi lại sự thay đổi của điện trở sẽ tức thì báo cho khí cụ đó biết mọi sự thay đổi nhiệt độ, dù là rất nhỏ.

Các cặp nhiệt độ còn thông dụng hơn nữa: Đây là những khí cụ đo nhiệt độ không phức tạp nhưng rất nhạy. Nếu hàn hai sợi dây bằng hai kim loại khác nhau, sau đó đốt nóng chỗ hàn thì sẽ xuất hiện dòng điện chạy trong mạch. Nhiệt độ đốt nóng càng cao thì sức điện động phát sinh trong mạch cặp nhiệt càng lớn. Để chế tạo các cặp nhiệt, người ta thường dùng platin và một hợp kim của nó với rođi hoặc iriđi.

Cùng với iriđi, platin đã được phó thác nhiệm vụ quan trọng nhất của xã hội trong một thời gian dài. Trên đại lộ Maxcơva ở Lêningrat có một tòa nhà mà nếu nhìn bề ngoài thì không có gì đáng chú ý lắm, ở cổng ra vào có một tấm biển màu đen đề chữ "Các mẫu chuẩn quốc gia của Liên Xô" bằng tiếng Nga và tiếng Pháp. Đó là một trong những tòa nhà của viện nghiên cứu khoa học về đo lường toàn liên bang mang tên Đ. I. Menđelêep. Mẫu chuẩn kilôgam chế tạo từ năm 1883 bằng hợp kim của platin (90 %) với iriđi (10 %) được cất giữ ở đây, sau những tấm của dày của một căn phòng bằng sắt.

Trong phòng này, nhiệt độ và độ ẩm được giữ không thay đổi, và chỉ có thể vào phòng khi có mặt ba người: Giám đốc của viện, nhà khoa học bảo quản các mẫu chuẩn quốc gia và nhà khoa học trông coi mẫu này. Mỗi người trong ba người đó giữ một chìa khóa chỉ để mở một trong ba cửa của phòng. Mẫu chuẩn là một khối trụ tròn, có chiều cao, và đường kính bằng 39 milimet, được đặt trên chân đế bằng thạch anh, trên đó úp hai cái chuông bằng thủy tinh.

Cứ sau một kỳ hạn nhất định, mẫu chuẩn quốc gia lại được "sát hạch" các mẫu chuẩn thứ cấp ở chiếc cân rất nhạy, cảm nhận được ngay cả hơi thở của con người. Để tránh những rung động, dù là rất nhỏ do sự đi lại ngoài đường phố hoặc do sự làm việc của các máy móc trong chính tòa nhà gây ra, chiếc cân được đặt trên bệ móng cao 7 mét. Để giữ cho nhiệt độ và độ ẩm trong phòng không thay đổi, cái cân được điều khiển từ phòng bên cạnh.

Mặc dầu được bảo quản rất cẩn thận, sau hơn một trăm năm tồn tại, khối lượng của các mẫu chuẩn quốc gia vẫn bị giảm đi 0, 017 miligam. Nhưng sự thiếu hụt này rất không đáng kể, cho nên, đến tháng tư năm 1968, khối trụ tròn platin - iriđi đó vẫn được duyệt làm mẫu chuẩn kilôgam quốc gia của Liên Xô.

Cũng chính trong căn phòng này, một thanh platin - iriđi mà cách đây không lâu đã được dùng làm mẫu chuẩn mét quốc gia được bảo quản trong một cái hộp đặc biệt. Đơn vị độ dài này đã được quy định ở Pháp năm 1791; nó bằng một phần bốn mươi triệu chiều dài kinh tuyến Pari. Tám năm sau, mẫu chuẩn mét đầu tiên được chế tạo xong, mà hiện giờ còn đang đặt tại viện cân - đo quốc tế ở Pari. Trên mẫu chuẩn này có khắc dòng chữ: "Dùng cho mọi thời đại, dùng cho mọi dân tộc". Mét đã thực sự trở thành thước đo độ dài phổ cập nhất trên hành tinh chúng ta. Từ năm 1889 đến thời gian gần đây, bản sao chính xác của mẫu chuẩn Pari (cũng được làm bằng chính thứ hợp kim theo cùng một cách nấu luyện như vậy) đã được dùng làm "mẫu chuẩn chính" của Liên Xô.

Các nhà bác học luôn luôn tìm các cách thức mới đề nâng cao độ chính xác của các mẫu chuẩn, và đến năm 1960, thanh platin - iriđi đành phải "từ chức". Tia sáng của đèn kripton đã thay thế nó. Độ dài bằng 1650763, 73 lần bước sóng bức xạ da cam của kripton - 86 đã được dùng làm mẫu chuẩn mét hơn hai mươi năm nay. Nhưng sử dụng mẫu chuẩn ấy như thế nào? Những mối quan tâm này được giao cho một khí cụ so giao thoa đặc biệt giải quyết, nó xác định xem bước sóng có được đặt đủ một số lần cần thiết trong độ đo của mét cần đối chiếu hay không. Nhưng cuộc sống không dẫm chân tại chỗ, và năm 1983, đại hội quốc tế của các nhà đo lường đã thông qua một định nghĩa mới về mét, từ đó trở đi, mét là khoảng cách mà tia laze đi được trong chân không sau 1/292791458 giây.

Còn có một mẫu chuẩn khác nữa là mẫu chuẩn ánh sáng cũng liên quan trực tiếp với platin. Để làm mẫu chuẩn, người ta dùng sự phát quang đi từ khoang đèn ống (dùng thori oxit đang đông đặc làm vật liệu) nhúng trong platin nóng chảy. Phép đo được thực hiện trong thời gian đông đặc của platin. Bởi vì nhiệt độ của platin trong thời gian ấy không thay đổi nên đơn vị cường độ ánh sáng (nến, hoặc canđela) được tạo lại với độ chính xác rất cao.

Platin đã giành được chỗ đứng vững chắc trong y học. Các điện cực platin đưa vào mạch máu đã giúp các nhà phẫu thuật ở nhiều nước trong việc chuẩn đoán nhiều loại bệnh, chủ yếu là các bệnh về tim. Phương pháp này là phương pháp platin - hiđro vì nó dựa trên phản ứng điện hóa học giữa hai nguyên tố này.

Cách đây không lâu lắm, các thầy thuốc ở bang Ohaio (nước Mỹ) đã tìm ra một công dụng quan trọng và lý thú của platin. Họ đã phát minh một phương pháp gây mê hoàn toàn mới về nguyên tắc, như sau: Một bản platin dài vài xentimet được dùng để nối tuỷ sống với một nguồn điện kích thích; với một cử động rất nhỏ của người bệnh, khí cụ này sẽ truyền tín hiệu lên não, bằng cách đó sẽ khống chế được cảm giác đau.

Các chuyên gia về kỹ thuật trồng răng rất ưa chuộng platin vì nó không bị oxi hóa, mà đó là tính chất quan trọng nhất của vật liệu làm răng giả. Tuy nhiên, platin ở dạng tinh khiết lại quá mềm, không đủ độ cứng để đảm đương vai trò này, nhưng các hợp kim của nó có độ bền cao thì được dùng làm vành răng và răng giả rất tốt. Lúc đầu, người ta pha thêm bạc và niken vào platin để tăng độ cứng; về sau đã sử dụng vàng và các kim loại thuộc nhóm platin vào mục đích này. Khi kết hợp với các nguyên tố này, platin vốn đã chống được sự ăn mòn lại có thêm khả năng chống mài mòn rất cao nữa, nên bất cứ vật nào cứng nhất nó cũng không sợ.

Hiện nay, một phần không nhỏ platin khai thác được trên thế giới lọt vào tay những người thợ kim hoàn, vì sau khi giá kim loại này vượt quá giá vàng vài lần, họ bắt đầu tỏ rõ mối quan tâm đặc biệt với nó. Ngay từ trước chiến tranh thế giới thứ nhất, các đồ nữ trang như nhẫn, trâm cài đầu, hoa tai v. V.. bằng platin đã đi vào thời trang. Đôi khi do tính ngông nghênh của những kẻ giàu có, kim loại này đành đóng vai trò không lấy gì làm vinh hạnh lắm: Nó được dùng làm chuối dây xích cho những con chó xù hoặc làm lồng nhốt con vẹt biết nói. Cách đây mấy năm, ở Luân Đôn người ta đã trưng bày một mặt hàng mới trong mùa tắm biển - một bộ đồ tắm kiểu "mini - bikini". Giá tiền bộ đồ tắm "giản dị" này chỉ.. vẻn vẹn 50 ngàn đô la, bởi vì nó được làm bằng sợi platin, ngoài ra, còn đính các đồ trang sức khác bằng platin, tuy bình dị nhưng hợp thị hiếu. Thật là dễ hiểu trong thời gian trưng bày bộ quần áo tắm, một vệ sĩ có vũ trang luôn luôn đi kèm người làm mẫu. Nhưng nếu trong phòng trưng bày chỉ có một lính gác là đủ, thì trên bãi biển phải cần đến một đại đội vệ sĩ. Tuy nhiên, đó chỉ là những chuyện vặt vãnh.

Bên cạnh platin nguyên chất, những người thợ kim hoàn còn sử dụng những hợp kim của nó với các kim loại khác được pha vào để tăng độ cứng, hoặc để làm cho đồ trang sức rẻ bớt, hợp với những khách hàng tuy không có tiền dư dật, nhưng lại không chịu lạc hậu với thời trang.

Ở Liên Xô platin được hưởng một vinh dự lớn: Hình nổi của V. I. Lênin trên tấm huân chương cao nhất của Liên Xô được làm bằng platin. Trước dịp thế vận hội Olympic lần thứ XXII diễn ra ở Maxcơva năm 1980 đã phát hành đồng tiền Olympic của Liên Xô. Những đồng tiền quý nhất có giá trị 150 rúp được làm bằng platin.

"Còn nữa"