10 استخدامات شائعة للمعادن الثمينة الصناعية

تُعد المعادن الثمينة الصناعية مثل الذهب (Au) والفضة (Ag) والبلاتين (Pt ) والبلاديوم (Pd) والروديوم (Rh) والإيريديوم (Ir) والروثينيوم (Ru) ذات أهمية بالغة في مختلف الصناعات نظرًا لخصائصها الفريدة ، بما في ذلك التوصيل الكهربائي الممتاز ومقاومة التآكل والنشاط التحفيزي. تُستخدم هذه المعادن في مجموعة واسعة من التطبيقات، مما يساهم في ارتفاع الطلب عليها. وفيما يلي تفصيل لمجالات استخدامها الرئيسية:

1. الإلكترونيات والهندسة الكهربائية

تُعد المعادن الثمينة حيوية في قطاعي الإلكترونيات والهندسة الكهربائية بسبب توصيلها الفائق ومقاومتها للتآكل.

• الذهب والفضة: يُستخدم هذان المعدنان عادةً في الموصلات والمفاتيح ولوحات الدوائر الكهربائية والمكونات الأخرى في الأجهزة الإلكترونية مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر وغيرها من الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية. ويُستخدم الذهب، على وجه الخصوص، في الموصلات عالية الدقة بسبب توصيلها الممتاز ومقاومتها للأكسدة.
• الفضة: تُستخدم الفضة بشكل متكرر في الإلكترونيات عالية الأداء وكعنصر أساسي في الخلايا الكهروضوئية للأل واح الشمسية، نظرًا لتوصيلها الكهربائي العالي.
• البلاتين والبلاديوم: هذان المعدنان ضروريان في المكونات الإلكترونية المتخصصة مثل محركات الأقراص الصلبة والموصلات المستخدمة في إلكترونيات السيارات.

2. الحفز في التفاعلات الكيميائية

تلعب المعادن الثمينة دورًا مهمًا في الحفز الصناعي، حيث تساعد في دفع العديد من العمليات الكيميائية عن طريق خفض حواجز الطاقة.

• البلاتين والبلاديوم والروديوم: تُستخدم هذه المعادن في المحولات الحفازة في صناعة السيارات لتقليل الانبعاثات الضارة، وتحويل الغازات السامة إلى مواد أقل ضرراً. كما أنها تعمل كمحفزات في تفاعلات الهدرجة والأكسدة وفي تقنيات خلايا الوقود.
• الروثينيوم والإيريديوم: يُستخدم هذان المعدنان في العديد من العمليات الكيميائية الصناعية، مثل إنتاج الأمونيا للأسمدة وتكرير البترول.

3. التطبيقات الطبية والصيدلانية

لا غنى عن المعادن الثمينة في الأجهزة والعلاجات الطبية بسبب توافقها الحيوي ومقاومتها للتآكل.

• البلاتين والبلاديوم: يستخدمان في إنتاج الأجهزة الطبية مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب والدعامات ومعدات التشخيص. الأدوية التي تحتوي على البلاتين، مثل سيسبلاتين، ضرورية أيضًا في علاج السرطان، خاصةً في أنظمة العلاج الكيميائي.
• الذهب: يُستخدم الذهب، المعروف بتوافقه الحيوي، في أعمال طب الأسنان، بما في ذلك الحشوات والتيجان، وكذلك في بعض الغرسات الطبية.
• الروديوم والإيريديوم: يُستخدمان في الأدوات الطبية وكسبائك للأجهزة الطبية القابلة للزرع، ويستفيدان من متانتهما العالية وتوافقهما الحيوي.

4. تقنيات الطاقة وخلايا الوقود

يعتمد قطاع الطاقة بشكل كبير على المعادن الثمينة، خاصة في خلايا الوقود وحلول تخزين الطاقة.

• البلاتين والبلاديوم: يُعدّ هذان المعدنان عنصرين أساسيين في خلايا الوقود الهيدروجينية، وهما عنصران أساسيان في حلول الطاقة النظيفة. ويُستخدم البلاتين أيضاً في العمليات الكهروكيميائية التي تولد الكهرباء من الهيدروجين.
• الروديوم: غالباً ما يُستخدم في خلايا الوقود عالية الكفاءة وفي تطبيقات الطاقة التي تتطلب مقاومة استثنائية لدرجات الحرارة العالية.
• الروثينيوم: تُجرى دراسة هذا المعدن لإمكانية استخدامه في توليد الهيدروجين وأنظمة تخزين الطاقة، وهو أمر مهم لتطوير تقنيات الطاقة المتجددة.

5. صناعات الفضاء والسيارات

في هذه القطاعات عالية الأداء، تُستخدم المعادن الثمينة لمرونتها في ظل الظروف القاسية.

• البلاتين والبلاديوم: تُعد هذه المعادن ضرورية في صناعة الطيران، حيث أن مقاومتها للحرارة والتآكل تجعلها مثالية للمكونات المعرضة للظروف القاسية، مثل شفرات التوربينات وأنظمة العادم .
• الروديوم والإيريديوم: تُستخدم هذه المعادن المعروفة بقدرتها على تحمّل درجات الحرارة العالية للغاية في شمعات الإشعال والمكونات الأخرى في محركات الاحتراق الداخلي وكذلك في أجزاء الطائرات.

6. التطبيقات البيئية والتحكم في الانبعاثات

تُعد المعادن الثمينة ضرورية لحماية البيئة، لا سيما في الحد من الانبعاثات الضارة.

• الروديوم والبلاتين: يُستخدمان في المحولات الحفازة للمس اعدة في تقليل الانبعاثات الضارة من المركبات والعمليات الصناعية، ويلعبان دوراً حاسماً في التحكم في تلوث الهواء .
• الروثينيوم والبلاديوم: يجري البحث في هذين المعدنين أيضًا لإمكانية استخدامهما في تقنيات احتجاز الكربون وتحويله، والتي تعتبر حاسمة في الحد من انبعاثات الكربون العالمية.

7. البصريات والضوئيات

تُستخدم المعادن الثمينة في التطبيقات البصرية نظراً لخصائصها العاكسة الفريدة ومقاومتها للأكسدة.

• البلاتين والبلاديوم: تُستخدم هذه المعادن في الأجهزة البصرية المتخصصة مثل أجهزة الاستشعار والعدسات، وتوفر هذه المعادن ثباتاً حرارياً ممتازاً.
• الذهب: يُستخدم الذهب في طلاء المعدات البصرية مثل المرايا والعدسات، حيث تُعد انعكاسيته ومقاومته للتلطيخ أمرًا بالغ الأهمية.

8. الهدرجة والتركيب الكيميائي

تُعد المعادن الثمينة أساسية في عمليات التخليق الكيميائي المختلفة، خاصة في صناعات مثل إنتاج الأغذية والبتروكيماويات.

• البلاتين والبلاديوم والروديوم: تُستخدم هذه الفلزات في تفاعلات الهدرجة ، حيث يتم تحويل المركبات العضوية غير المشبعة (مثل الزيوت) إلى مركبات مشبعة، وهي عملية رئيسية في صناعة الأغذية. كما أنها تحفز العمليات البتروكيماوية.

9. صناعة الزجاج

تُستخدم المعادن الثمينة في تصنيع الزجاج عالي الجودة، خاصة في الصناعات التي يكون فيها استقرار درجة الحرارة أمرًا بالغ الأهمية.

• البلاتين والروديوم: تعتبر هذه المعادن حيوية في تصنيع الزجاج عالي الحرارة، حيث تكون مقاومتها للحرارة والتآكل ضرورية. كما أنها تستخدم في إنتاج الزجاج المتخصص، مثل كابلات الألياف البصرية.

10. تخزين البيانات والاتصالات السلكية واللاسلكية

في تخزين البيانات والاتصالات السلكية واللاسلكية، تلعب المعادن الثمينة دورًا في إنشاء مكونات عالية الأداء وموثوقة.

• الذهب والفضة: يُستخدمان في إنتاج أجهزة تخزين البيانات مثل الأقراص الصلبة ومكونات الاتصالات السلكية واللاسلكية مثل الموصلات والهوائيات.

الخلاصة

المعادن الثمينة الصناعية ضر ورية في صناعات مثل الإلكترونيات والطاقة والرعاية الصحية وحماية البيئة. وتؤدي قدرتها على تحمل الظروف القاسية وتوصيل الكهرباء وتحفيز التفاعلات الكيميائية الرئيسية إلى ارتفاع الطلب عليها في التقنيات المتقدمة والتطبيقات الصناعية. لمزيد من منتجات المعادن الثمينة والدعم الفني، يرجى مراجعة Stanford Advanced Materials (SAM).