Считается, что история применения человеком меди началась ещё в 9 тысячелетии до н. э. Тогда люди впервые начали использовать этот металл, позже сыгравший важную роль в истории и повлиявший на развитие человечества.

Знакомство с медью

Медь — первый металл, покорившийся человеку. Для создания оружия и инструментов древним людям требовались твёрдые материалы — дерево и камни. Позже обнаружили серо-зелёные и красно-зелёные куски металла — медные самородки. В первое время самородки использовали так же, как и обычные камни, подвергая их лишь минимальной обработке.

Опытным путем выяснили, что обработка меди каменным молотком повышает её твёрдость, а из такого материала получаются хорошие инструменты. Так зародился прообраз холодной ковки. Немногим позже открыли и метод плавления меди. Попав в костёр, металл плавился, но остыв, он сохранял новую форму.

Благодаря этому открытию люди начали отливать из меди инструменты и оружие. Такие опыты привели к появлению металлургической промышленности.

Зарождение медной промышленности

Медь вскоре нашла применение за рамками оружейного производства и сельского хозяйства. Из неё изготавливали предметы быта, в т. ч. посуду и украшения. Благодаря раскопкам на территории Анатолии (современной Анталии, побережья Турции), Египта, Ирана и Месопотамии ученые-историки установили, что наши далёкие предки на протяжении веков совершенствовали метод горячей ковки, т. к. поначалу обработанная таким образом медь теряла свои качества и становилась хрупкой. Они не только добились в этом успеха, но и открыли новый метод обработки меди — чеканку.

Родиной следующей революции среди способов обработки меди стал Древний Египет. В Египте ещё в 1300–1200 гг. до н. э. были созданы условия для плавления меди. Для этого древние египтяне использовали уголь, добываемый из акации и финиковой пальмы. Уголь разжигали в плавильных печах, загоняя в них воздух с помощью мехов. Таким образом египтяне добивались температуры, достаточной для обработки и очищения меди от посторонних примесей.

Появление медных сплавов

Повышение спроса на медь привело к распространению метода горячей ковки. Ключом к победе над хрупкостью медных изделий стало добавление в раскалённую медь других металлов и изобретение медных сплавов.

Медь использовали древние греки. Знаменитая Троя превратилась в крупнейший металлургический центр. Благородные свойства этого металла увеличивали состояние и ремесленников, и купцов.

Медь, принёсшая столько пользы древним грекам, египтянам и другим цивилизациям, не перестала пользоваться популярностью и на других этапах развития человечества. Объёмы добычи меди неуклонно повышались в Средние века, и в эпоху Возрождения. Благодаря изобретателям и химикам тех времен появлялись новые способы обработки и применения медных изделий.

Методы добычи и обработки меди применялись и для работы с другими материалами, в т. ч. с железом и сталью. Сегодня медь остаётся востребованным материалом, который используется в изготовлении бытового и электротехнического оборудования.

Промышленное производство

Впервые промышленное производство меди материала началось в XIX веке после изобретения телеграфа — для изготовления телеграфного провода. С тех пор медь стала неотъемлемым элементом электротехнических изобретений. Сейчас с её помощью изготавливают электрические кабели и обмотки. Она используется в авто- и судостроении, телекоммуникационной сфере и в других областях.

Медь в вашем доме

Применение меди и в промышленном производстве, и в хозяйственной деятельности объясняется её качествами. Произведённые из неё изделия эксплуатируются даже в экстремальных условиях, т. к. медь устойчива к высоким и низким температурам, механическому и химическому воздействию. Срок эксплуатации медных изделий достигает 100–200 лет.

Медь пластична, прочна, устойчива к плавлению и воздействию коррозии, отличается высокой теплопроводностью и низкой плотностью. Медь безопасна для человека, обладает бактерицидными свойствами. По этой причине она используется в системах очистки воды.

Поставка медной продукции

Компания УГМК-ОЦМ изготавливает медную продукцию, отвечающие требованиям мировых стандартов. На сайте предприятия вы можете заказать трубы для отопления и водоснабжения, медную кровлю и широкий ассортимент заготовок для производства и промышленности. Ваш заказ будет доставлен в любой город России.

Исследование противомикробных свойств меди и ее сплавов для медицинских учреждений

Рост бактерий на различных поверхностях является причиной для озабоченности во многих больницах и в пищевой промышленности из-за увеличенного риска бактериальной инфекции[1]. Бактериальное загрязнение больничных поверхностей, в том числе в палатах, сестринских и кухонных помещениях, неоднократно обсуждалось в различной литературе [2-5]. Загрязнение поверхностей, используемых при приготовлении мяса и овощей, в том числе холодильников и конвейерных лент, также не раз становилось предметом исследований [6-10]. Вдобавок к поверхностным дезинфицирующим средствам, использование поверхностей, которые могли бы самостоятельно дезинфицироваться, могло бы значительно способствовать всеобщей профилактике инфекций.

На протяжении нескольких последних десятилетий проводилась работа по исследованию противомикробных свойств меди и ее сплавов против целого ряда микроогранизмов, представляющих угрозу здоровью населения в пищевой промышленности и здравоохранении [11].

Использование меди и сплавов меди для поверхностей, которых часто касаются, например, дверей, мебельной фурнитуры, кроватных поручней, выключателей и поверхностей для приготовления пищи, может способствовать ограничению микробных инфекций в больницах и пунктах общественного питания. Мичел и др [12] отмечают, что увеличение содержания меди в сплавах приводит к возрастанию противомикробной эффективности.

Уничтожение бактерий при соприкосновении происходит так быстро, что производство защитной биопленки попросту невозможно[13].

Специфический механизм, посредством которого медь воздействует на клеточные структуры еще не доказан, но в общем принято считать что активный агент клеточного разрушения – это ионы меди [11, 14, 15].

Недавние исследования показали, что большие количества ионов меди были поглощены кишечной палочкой за 90 минут, когда клетки были нанесены на медные образцы посредством водной суспензии (стоячая капля). Когда клетки были нанесены на медь при использовании минимального количества жидкости и при времени высыхания 5 секунд, аккумуляция ионов меди клетками оказалась еще более ярко выраженной, достигая концентрации за долю секунды.

Рис. 1. Система плазменного напыления.

Уровень ионов меди в клетках оставался высоким на протяжении фазы уничтожения, что дает основание полагать, что клетки подавляются своей внутриклеточной медью [15]. Зернистая структура медной материи оказывает влияние на диффузию ионов и тем самым способствует уничтожению бактерий ионами меди.

В Агентстве по Защите Окружающей Среды (АЗОС) США зарегистрировано пять медных сплавов, которые считаются безопасными для здоровья населения [16]. Все эти сплавы имеют минимальную номинальную концентрацию меди 60%. Регистрация меди и некоторых медных сплавов, таких как латунь и бронза, означает, что АЗОС признает противомикробные свойства этих твердых материалов. Продукты, произведенные из любых зарегистрированных сплавов, законным образом могут быть заявлены как безопасные с точки зрения контроля организмов, которые представляют угрозу для здоровья человека. Лабораторные испытания, проводившиеся в соответствии с протоколами, одобренными АЗОС, доказали способность меди уничтожать за два часа непосредственного контакта более 99,9% следующих болезнетворных бактерий: золотистый стафилококк, энтеробактераэрогенез, кишечная палочка O157:H7, синегнойные палочки, ванкомицин-резистентные энтерококки (ВРЭ) и МРЗС.

Производство медной поверхности.

Для использования противомикробных свойств меди, поверхности, прикасающиеся с кожей и продуктами питания, должны состоять из меди или медного сплава.

Этого можно достигнуть при помощи цельного медного оборудования или посредством медного поверхностного покрытия. В целом, из ценовых соображений, медные покрытия предпочтительней цельной медной структуры. Имеются различные приемы напыления металла для нанесения медного покрытия на приспособления, которые могут передавать микроорганизмы, поэтому желательно установить оптимальный метод напыления. Соответственно, три приема напыления металла оцениваются с точки зрения противомикробного действия медной поверхности, полученной посредством каждого из этих приемов.

Плазменное напыление

В процессе плазменного напыления, приведенном на рисунке 1, используется электрическая дуга постоянного тока для производства потока высокотемпературного ионизированного плазменного газа, который выступает в качестве распыляющего источника тепла. Материал покрытия, в форме порошка, переносится инертным газом и впрыскивается в плазменную струю, где порошок плавится и выбрасывается на поверхность, предназначенную для напыления.

Плазменный распылитель включает в себя медный анод и катод из вольфрама, которые охлаждаются водой. Плазменный газ (аргон, азот, водород, гелий) проходит вокруг катода и через анод, сконструированный как сужающаяся распылительная головка. Плазма, содержащая капли металла, выбрасывается из анодной распылительной головки и направляется на поверхность, на которую наносятся частицы.

Рис. 2. Система электродугового нанесения.

Электродуговое нанесение

В процессе электродугового нанесения между двумя металлическими проволоками, выступающими в качестве расходуемых электродов, создается дуга. Между проволоками применяется напряжение постоянного тока, и дуговой разряд создается при соприкосновении проволок. Проволочные электроды плавятся электродугой, и струя сжатого воздуха разбрасывает расплавленные капли и направляет их на поверхность.

Холодное напыление

Процесс холодного напыления, показанный на рисунке 3, придает сверхзвуковую скорость металлическим частицам путем помещения их в нагретую струю азота или гелия, которая затем расширяется через сверхзвуковое суживающееся сопло. Порошковый питатель вставляется при высоком давлении на входе сопла. Частицы, увлекаемые газом, направляются на поверхность, в которую они впечатываются при ударе, создавая таким образом прочную связь с поверхностью. Понятие «холодное напыление» было использовано для описания этого процесса из-за относительно низких температур (100-500°С) расширяющегося потока газа, который выходит из сопла. Последующие нанесения напыляемого вещества увеличивают толщину структуры. Сцепление металлического порошка с поверхностью, а также сцепление молекул наносимого материала достигается в твердом состоянии.

Рис. 3. Система холодного напыления.

Относительно низкая пористость покрытия при холодном напылении – результат утрамбовки частиц, что вызвано ударом на высокой скорости. Еще одна характеристика ударов на высокой скорости – это смещение частиц и нагартовка (деформационное упрочнение). Низкое содержание оксидов нанесенных холодным напылением покрытий является следствием низкой температуры частиц, что ингибирует окисление.

Все описанные приемы производят бомбардирующие частицы при определенных температурах и скоростях. Эти температуры и скорости создают металлические покрытия с разными характеристиками: присутствие оксидов, пористость, смещение частиц и твердость.

Из-за металлургических различий, разумно предположить, что покрытия продемонстрируют различную противомикробную эффективность, пористость и содержание оксидов в полученных напылениях.

Процедура испытаний

Три приема нанесения покрытия на поверхность использовались для производства покрытых медью металлических опытных образцов. На алюминиевую поверхность наносилось покрытие толщиной приблизительно 1 мм. Покрытия полностью покрыли металлические поверхности с полной гидроизоляцией. Медный сырьевой материал, используемый в приемах плазменного и холодного напыления, показан на рисунке 4. Поперечные сечения опытных образцов, полученных с использованием трех приемов, показаны на рисунках 5, 6 и 7. Отличия в микроструктуре четко прослеживаются, что дает основание предполагать различия и в биологической активности. Свидетельство плавления частиц четко прослеживается в высокотемпературном плазменном и электродуговом процессах.

Образцам с нанесенным покрытием были посеяны МРЗС. Покрытые образцы выдержали при комнатной температуре на протяжении двух часов, после чего выжившие организмы были ресуспендированы и помещены в питательную среду. Данная процедура проводилась в соответствии с протоколом АЗОС [17] “Метод испытания эффективности поверхностей покрытых сплавом меди, выступающим в качестве дезинфицирующего средства. Подробности процедуры приведены ниже [17-20]

Поверхности носителей и их подготовка

Образцы с медным напылением использовались как опытные носители, а пластины из нержавеющей стали использовались в качестве контрольных носителей.

Таблица 1. Типичные рабочие параметры распылителя

Носители окунули в этиловый спирт, прополоскали в деионизированной воде, оставили высохнуть на воздухе. Перед использованием в опыте носители были помещены в автоклав. После стерилизации, каждый носитель поместили в чашку Петри, устланную двумя кусками фильтровальной бумаги.

Подготовка организмов

10 мл тубы синтетического бульона высеивались из исходного штамма и инкубировались на протяжении 24 часов при 36С. Используя одноразовую стерильную пластиковую трансфер-петлю с внутренним диаметром 4 мм, были произведены по меньшей мере три последовательных ежедневных переноса культур в синтетический бульон перед использованием в качестве опытного инокулята. Два переноса культур петлей были произведены в 10 мл бульонной среды и инкубированы на протяжении 48 часов.

Культуры тщательно перемешали на вихревом смесителе и дали им отстояться. Две верхние трети суспензии использовались в качестве инокулята для опыта.

Добавление дозы органического материала почвы

Доза органической почвы, содержащий Органический материал, содержащий Тритон Х-100 (для способствования распространения в инокуляте) была добавлена в опытную культуру. 0,25 мл аликвота фетальной бычьей сыворотки и 0,05 мл аликвота 1%го Тиртон Х-100 были добавлены к 4,70 мл культуры, чтобы получить на выходе 5% -ую фетальную бычью сыворотку и 0,01%-ую дозу почвы, содержащую Тритон Х-100.

Посев на носители.

На каждый опытный и контрольный носитель в шахматном порядке калиброванной пипеткой производился высев 0,02 мл культуры, выдержанной 48 часов. Инокулят распределили в трех миллиметрах от края носителя. Крышки чаши Петри были закрыты и носители выдержали при комнатной температуре (20С) на протяжении 2 часов. Время экспозиции началось немедленно после высева.

Рис. 8. Процесс МРЗС, выживших после воздействия различных медных напылений.

Нейтрализация и посевные культуры

Через два часа воздействия, носители в шахматном порядке переместили в стеклянные сосуды, содержащие 20 мл летинового бульона+0,07% лецитина+0,5% твин-80. Каждый нейтрализующий сосуд подвергался обработке ультразвуком на протяжении 5 минут для уничтожения любых выживших микроорганизмов, а также подвергли вращению для перемешивания. Была приготовлена серия разбавленных образцов (10°+10-4) нейтрализованного раствора из каждого сосуда. Один (1,0) мл аликвот этих разбавленных образцов наносился в двух параллельных опытах при использовании стандартного метода платирования на планшет с кровяным овечьим агаром .

Инкубация и наблюдения

Планшеты инкубировались при 36С на протяжении 44 часов перед проведением наблюдений и подсчетом. Вслед за инкубацией, планшеты визуально нумеровались. Для вычислений использовались посевные культуры, содержащие 30-300 колоний.

Результаты и дискуссия

Уменьшение количества высевных золотистых стафилококков было нормализировано при помощи результатов контрольного воздействия поверхностью из нержавеющей стали. Результаты этих опытов в процентном выражении выживших золотистых стафилококков показаны на Рисунке 8. Результат для холодного напыления оказался ниже минимального измерения, и поэтому отображен как «Менее, чем».

Результаты демонстрируют более чем трехкратную разницу в эффективности уничтожения бактерий при использовании плазменного, электродугового и холодного напыления меди. Такие большие различия в противомикробной эффективности требуют изучения того, как метод нанесения влияет на природу меди. Методы плазменного и электродугового напыления осаждают расплавленные частицы на относительно низкой скорости (600 м/с). Шампейн и др.[21] показал, что удар частиц при высокой скорости холодного напыления приводит к чрезвычайному деформационному упрочнению (нагартовке) и, соответственно, к высокой плотности дислокации в напылении. Так, показатели твердости по Виккерсу для медного покрытия, полученного плазменным, электродуговым и холодным напылением, оказались 94, 105 и 141 соответственно. Ионная диффузия в металлах усиливается благодаря присутствию дислокаций частиц, известных как «диффузия по линиям дислокаций», а ионная диффузия и возникает в основном благодаря этим дислокациям.

Эффективность меди и медных сплавов в качестве противомикробных покрытий на поверхностях частого касания неоднократно отмечалась в литературе исследователями [5-7, 10, 12-15]. Однако не было предпринято попыток исследовать, помимо содержания меди в сплавах, воздействие металлургических свойств медных покрытий. Значительные противомикробные различия между покрытиями, полученными различными приемами напыления, как описано в этой статье, демонстрируют важность использования способа нанесения меди и полученной в результате структуры напыления. Способ холодного напыления показывает преимущественную противомикробную эффективность, вызванную высокой скоростью напыляемых частиц при ударе, что приводит к высокой плотности дислокации и высокой ионной диффузивности.

Процесс холодного напыления – это проверенная технология, которая в настоящее время используется в разных областях применения различных металлических покрытий. При помощи процесса холодного напыления возможно легко наносить медные покрытия на поверхности касания. Рисунок 9 – пример медного покрытия путем холодного напыления. Больничный лоток и вся металлическая рама больничного стола были покрыты чистой медью с использованием метода холодного напыления. Вдобавок к получению высокоэффективных противомикробных поверхностей, уменьшается вероятность при использовании метода холодного напыления повреждения поверхностей, чувствительных к воздействию высоких температур, как это может случиться при высокотемпературных методах напыления. Данная работа является исследованием для подтверждения механизма действия, и требуются дополнительные, более статистически значимые исследования для обоснования ее промышленного внедрения.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют, что не имеют конкурирующих интересов

Вклад авторов

ВКШ задумал и осуществлял руководство программой. ДДжХ интерпретировал результаты опытов и обосновывал механизм. Оба автора читали и одобрили окончательный вариант

Признание

Испытание дезинфицирующей эффективности против золотистого стафилококка, описанное в данной работе, проводилось на контрактной основе в ЭйТиЭс Лабс в Игоне, Миннессота. Опыты проводились Эмми Джеск и Беки Лиин.

Информация о авторах:

1. Исследовательский институт Армии США, опытная площадка Абердин, Мэрилэнд, США

2. Дайнэмик Сайнс, Абердин, Мэрилэнд, США

Получено: 24 января 2013г. Принято: 15 марта 2013 г

Опубликовано: 27 марта 2013 г.

Литература:

1. Пэйдж К., Уилсон М., Паркин И.: Противомикробные поверхности и их потенциал в ограничении роли в неодушевленной окружающей среды в случаях инфекционных заболеваний, приобретенных в больнице. Ж-л Mater Chem 2009, 19:3819-3931.

2. Айсичек Х, Огуз У., Карчи К: сравнение результатов АТФ-биолюминисценции и традиционных методов гигиенической уборки для определения чистоты поверхностей на больничной кухне. Межд. ж-л. Hyg Environ Health 2006, 209: 203-206

3. Бернард Л., Керевер А., Дуранд Д, Гоно Дж, Гольдщтайн Ф., Майнарди Дж., Акар Дж, Карлет Дж.: Бактериальное загрязнение стетоскопов больничных терапевтов. Infect Control Hosp Epidemiol 1999, 20: 626-628.

4. Рутала ВА, Катц ЕБ, Шерерц РДж, Сарубби ФА: Исследование внешних условий эпидемии митицилин-резистентного золотистого стафилококка в ожоговом отделении. Ж-л Clin Microbiol, 1983, 18: 683-688.

5. Уайт ЛФ, Дансер СДж, Робертсон К.: Микробиологическая оценка методов уборки больницы. Межд. ж-л. Environ Health Res 2007,17: 285-295.

6. Фаундез Г, Тронкосо М., Наваретте П, Фигейра Г.: Противомикробное воздействие медных поверхностей против суспензии энтеритной сальионеллы и кампилобактера еюни. BMC Microbiol 2004, 4:19.

7. Гоунадаки С., Скандамис ПН, Дросинос ЕХ, Никас ГДж.: Микробиологическая экология поверхностей, соприкасающихся с пищей, и продуктов небольших предприятий по производству традиционных колбас. Food microbial 2008, 25:313-323.

8. Джексон В., Блэр ИС, МакДауэл ДА, Кеннеди Дж., Болтон ДДж: Случаи значительных пищевых патогенов в домашних холодильниках. Food Control 2007, 18: 346-351

9. Канеко К, Хайашидани Х., Шираки И, Лимавонгпрани С., Огава М. Вактериальное заражение в среде фабрик пищевых продуктов, перерабатывающих готовую овощную продукцию. Ж-л Food Prot 1999, 62: 800-804.

10. Нойс Дж., Мичелс Х, Кивил К.: Использование медных сплавов для контроля перекрестного заражения кишечной палочкой О157 во время переработки продуктов питания. Appl Environ Microbiol 2 0 06, 72: 4239-4244.

11. Грасс Г, Рензинг К, Солиоз М: Металлическая медь как противомикробная поверхность. Appl Environ Microbiol 2011 , 7 6 : 1541 – 1547.

12. Мичелс Х, Уилкс С, Нойс Дж, Кивил К: Сплавы меди для контроля инфекционных заболеваний человека. Питтсбург, ПА: Слушания конференции по материаловедению и технологии, 2005.

13. Ни И, Калапос К, Ни Кс, Мэрфи М, Хусейн Р, Жанг Дж.: Супергидрофильность и антибактериальные свойства оксидного покрытия поверхности с вкраплениями меди. Ann Clin Microbiol Antimicrob 2010, 9:25.

14. Раффи М., Мехрван С., Бхатти Т., Акхтер Дж., Хамид А., Явар В., Масуд Ул., Насан М.: исследования антибактериального поведения наночастиц меди против кишечной палочки. Ann Microbiol 2010, 60:75-80.

15. Санто КЕ, Лам ЕВ, Еловски КГ, Кварвнта Д, Домаиль ДВ, Чанг КДж, Грасс Г.: Уничтожение бактерий сухими металлическими медными поверхностями. Appl Environ Microbiol 2011 , 7 7 : 794-802

16. АЗОС регистрирует продукты, содержащие сплавы меди.

17. Метод испытания эффективности поверхностей из сплавов меди в качестве средства дезинфекции. 

18. Лии Б. Метод установления эффективности противомикробных поверхностей в качестве средства дезинфекции. Иган: отчет ЭйТиЭс Лабс А09966, 2010.

19. Джеск А: Пользовательская Микробиология – Оценка поверхностей с медным покрытием. Иган, ЭйТиЭс Лабс: 2009, отчет.

20. Джеск А: Пользовательская Микробиология – Оценка поверхностей с медным покрытием, полученным путем холодного напыления. Иган, ЭйТиЭс Лабс: 2008, отчет А06255.

21. Шампейн В, Хелфритч Д., ТРекслер М: Некоторые материальные характеристики Структур холодного напыления. Res Lett Mater Sci 2007 : ID 27347. Аль Руб Р, Фарук НМ, Дислокационная модель для предсказания масштаба воздействия на микро и нано инденторную твердость металлический материалов. Межд. ж-л Mater Struct Integrity 2010, 4:251-277.

ЦИО: 10.1186/1754-1611-7-8Шампейн и Хелфритч, Демонстрация противомикробной эффективности различных медных поверхностей. Журнал Биоинженерии 2013 7:8

свойства меди, сплавы и применение |

Знакомство человека с медью исчисляется тысячелетиями, где ее прямым конкурентом может выступать только золото, успевшее приобрести статус благородного металла.

Свойства меди и место в жизни человека

В чистом состоянии, элемент таблицы Менделеева, именуемый Cu, встречается крайне редко. Это – пластичный металл с легким розовым оттенком. Человеку же он знаком под другим цветом: желто-красным, чаще коричнево-красным. Это связано с высокой окислительной способностью вещества. Попадая на воздух, медь покрывается тонкой оксидной пленкой, что и делает цвет металла ближе к красному.

медь в чистом виде

Первобытная тяга человека к меди основывалась на свойстве пластичности, позволяющей придавать этому металлу требуемую форму путем несложной обработки. Медь легко поддается гравировке, нанесению резьбы, оставаясь при этом достаточно прочным. Современная ценность меди, как металла – высокие показатели проводимости: электрической и тепловой. Подобная информация позволяет выделить основные направления поиска этого цветного металла в виде отходов и лома.

Удельный вес меди, составляющий округленно 8.9 г/см³, также полезен сборщику металлолома. Зная объем собранного лома, в частности проводов, жил, легко рассчитать его оценочный вес.

Сплавы меди

Помимо относительно чистой формы, характеризуемой ничтожным содержанием примесей, медь – составляющий элемент многих сплавов, среди которых наиболее известны:

Латунь – сплав меди

Бронза

Мельхиор – больше относится к серебру, нежели к меди

Отдельно стоит выделить медный сплав с никелем, именуемый мельхиор. Он известен широкой аудитории по разменным монетам советских времен, начиная с 10 копеек а также подарочные наборы столовых приборов, но существенно уступает первым двум в степени востребованности.

Наиболее перспективными для нужд человека остаются: латунь и бронза. Желтая медь, так иначе называют латунь, на бытовом уровне широко востребована в сантехнике. Те, кто сталкивался с подбором крана или смесителя, хорошо знают это. По химическому составу различают:

• двойные латуни – сплав меди с цинком;

• многокомпонентные, в которых Zn остается основным легирующим элементом.

Процентное содержание цинка, даже в двойной латуни, широко варьируется. Сплавы, где доля Zn составляет не более 20%, именуют томпаком.

Пули из томпака

Определить состав латуни можно исходя из маркировки: для двойных сплавов после буквы «Л» указывается процентное содержание меди, например Л60. Маркировка многокомпонентных сплавов строится аналогично, только за «Л» следуют легирующие примеси с их концентрациями. Таким образом, многокомпонентная латунь марки ЛМц58- 2, использования при изготовлении деталей машин, гаек, болтом, арматуры, подразумевает содержание меди – 58%, цинка – 40%, марганца – 2%.

Бронза – в стандартном понимании, представляет медный сплав с оловом, однако на практике также обладает весьма вариативным составом. Фактически под бронзой принято понимать любой медный сплав, где никель и цинк не являются основными легирующими элементами. Стоит отметить, что найти оловянную бронзу достаточно сложно. Большее распространение получили ее безоловянные сорта.

Взвешивая «чистый» металл и его сплавы на весах прибыльности при сдаче металлолома, можно сказать, что стоимость первого в полтора – два раза выше. Однако весовое содержание меди в металлических конструкциях часто уступает на выходе ее сплавам.

Так, медные сплавы можно обнаружить среди пришедших в негодность изделий сантехники: водопроводные краны, вентили, душевые шланги и трубки. Многие старые светильники, дверная фурнитура также изготовлены из медных сплавов, однако верх пьедестала, по весовому содержанию, занимают радиаторы отопления.

Непосредственно медь стоит искать среди бытовых приборов, желательно уже выработавших свой эксплуатационный ресурс:

• ламповый телевизор – 1,5 кг;

Ламповый телевизор с медью

• полупроводниковый ТВ приемник – 0,5 кг;

• компрессионный холодильник – около килограмма в двигателе, еще столько же могут содержать трубки радиатора;

Незаслуженно обходят вниманием магнитные пускатели, хотя оборудование помимо обмотки содержит медь в шинах. Небольшое содержание металла, менее килограмма принесут автомобильные стартеры и генераторы, дроссели люминесцентных ламп, трансформаторы, реле, компрессоры холодильников.

Смотрите статью – Где искать металлолом меди?

Первичная медь, получение и применение

В зависимости от чистоты металла, различают следующие марки:

Катодная медь М0

Одним из источников сырья для получения металла выступает медный лом, перерабатываемый согласно технологии огневого рафинирования.

Природные ресурсы металла составляет самородная медь и сульфидные руды, в частности медные колчедан и блеск. Существует два металлургических способа получения металла из руды. На основной метод – пирометаллургический, приходится 90% первичного металла, оставшиеся 10% – результат гидрометаллургической технологии.

Медная руда

Физические свойства меди не могли остаться незамеченными в промышленности. Ее высокая электропроводность позволяет использовать металл при изготовлении электродов, проводов, особенно силовых кабелей (марка М0). Относительная химическая инертность меди нашла применение металлу в узлах аппаратуры для работы с огнеопасными веществами.

Высокая теплопроводность металла, наряду с устойчивостью к коррозии, используются  при изготовлении сантехнических конструкций, узлов, а также кровельных покрытий. В настоящее время, медь вытеснили тут другие, более дешевые материалы.

Достаточно широкий рынок применения меди – производство сплавов. Латунь и бронза, где Cu является основным компонентом, уже были рассмотренные ранее. Широко используется другой сплав дюралюминий, где содержание меди доходит до 5%.

Медь — описание ингредиента, инструкция по применению, показания и противопоказания

Описание меди

Медь (Cu) – это пластичный металл цвета розового золота. Под воздействием кислорода он покрывается пленкой, дающей красноватый оттенок. Элемент важен для полноценного функционирования организма человека и должен регулярно поступать в него извне.

Функции и лечебные свойства меди

Медь широко используется в медицине в качестве противовоспалительного, кровоостанавливающего, антибактериального и жаропонижающего средства.

Применение элемента показано при таких заболеваниях:

• тонзиллит и ангина;
• кровотечения;
• доброкачественные опухоли;
• жар;
• боли;
• заболевания сердечно-сосудистой системы.

Металл участвует в производстве эритроцитов и синтезе гемоглобина. Он оказывает влияние на прочность стенок сосудов, пигментацию и играет определенную роль в укреплении костей.

Дефицит (гипервитаминоз)

Недостаток элемента в организме проявляется:

Внимание! Чтобы предупредить дефицит меди, достаточно употреблять 100–120 г мяса в день, небольшое количество фруктов и круп. Однако недостаток элемента широко распространен. Основные причины такого явления – наследственная предрасположенность, заболевания ЖКТ, почек и печени, а также несбалансированный рацион.

Переизбыток (гиповитаминоз)

К избыточному содержанию меди в крови может привести нарушение обмена веществ, передозировка медицинскими препаратами, отравление парами меди или потребление значительного объема продуктов, содержащих металл. К основным проявлениям избыточного содержания меди относят:

• рвоту, тошноту;
• металлический привкус во рту;
• диарею и/или спазмы в животе;
• нарушения неврологического характера;
• периодически возникающую жажду;
• озноб;
• высокую температуру.

При проявлении любого из признаков нужно срочно посетить врача. Иначе человека ждут следующие последствия: психоз, нарушения речи, атеросклероз, болезнь Альцгеймера, диабет.

Оценка обеспеченности организма

Оценка содержания металла в организме производится путем анализа его присутствия в крови. Забор материала производится натощак из вены.

Пищевые источники меди

К продуктам, в которых содержится наибольшее количество меди, относятся злаковые культуры. Для восполнения недостатка меди можно употреблять также различные крупяные каши.

Определенное количество меди содержится в хлебобулочных изделиях. Наиболее ценным в этом отношении является хлеб из цельнозерновой муки или твердых сортов пшеницы. Не рекомендуется избыточное употребление сдобной выпечки, содержащей в себе значительный процент сахара и жира.

К фруктам, в состав которых входит значительное количество меди, относят бананы и виноград. Максимальное количество элемента содержится в морепродуктах: креветках, кальмарах, мидиях, ракообразных и всех породах рыб.

Также медь содержится в мясе птиц и животных, субпродуктах. Рекордсменом по концентрации металла среди этих продуктов выступает свинина.

Правила потребления и нормы

Взрослому человеку необходимо употреблять 2–3 мг меди в день. Половина полученного элемента уйдет на нужды мышц и костной ткани и лишь около 12% – на функционирование печени. Однако большинство взрослых получают лишь немногим больше 1 мг вещества в сутки.

Величина детской нормы зависит от возраста:

• 1–3 года – не больше 1 мг;
• 4–6 лет – 1,5 мг;
• 7–13 лет – 2 мг;
• 13–18 лет – до 2,5 мг.

Учитывая ограниченную потребность детей в элементе, не рекомендуется давать им много пищи с высоким содержанием меди. Она снижает усвоение кадмия, железа, марганца, танинов, антацидов, но повышает всасывание цинка, железа и кобальта.

Внимание! Избыточное потребление фруктозы, равно как и фруктов, овощей, содержащих витамин C, негативно повлияет на усвоение меди.

Свойства и применение меди – электрическая, термическая, коррозионная стойкость, легирование и др.

Слово медь происходит от латинского слова «купрум», что означает «руда Кипра». Вот почему химический символ меди – Cu. Медь обладает множеством чрезвычайно полезных свойств, в том числе:

• хорошая электропроводность
• хорошая теплопроводность
• коррозионная стойкость

Это также:

• легко легируется
• гигиенический
• легко присоединился к
• пластичный
• жесткий
• немагнитный
• привлекательный
• перерабатываемый
• каталитический

См. Ниже дополнительную информацию о каждом из этих свойств и о том, какую пользу они приносят нам в повседневной жизни.

Хорошая электропроводность

Медь имеет лучшую электропроводность из всех металлов, кроме серебра.

Хорошая электропроводность равна небольшому электрическому сопротивлению. Электрический ток будет протекать через все металлы, однако они все еще имеют некоторое сопротивление, а это означает, что ток должен проталкиваться (батареей), чтобы продолжать течь. Чем больше сопротивление, тем сильнее мы должны толкать (и тем меньше ток). Ток легко протекает через медь благодаря ее небольшому электрическому сопротивлению без больших потерь энергии.Вот почему медные провода используются в сетевых кабелях в домах и под землей (хотя воздушные кабели, как правило, из алюминия, потому что они менее плотные). Однако там, где важен размер, а не вес, лучшим выбором будет медь. Толстая медная полоса используется для молниеотвода на высоких зданиях, таких как церковные шпили. Медная полоса должна быть толстой, чтобы пропускать большой ток без плавления.

Медный провод можно намотать в катушку. Катушка будет создавать магнитное поле и, поскольку она сделана из меди, не расходует много электроэнергии.Медные катушки можно найти в:

Как медь проводит
Медь – это металл, состоящий из плотно упакованных атомов меди.

Если бы мы могли присмотреться, мы бы увидели, что между атомами меди движутся электроны.

Каждый атом меди потерял один электрон и стал положительным ионом. Итак, медь представляет собой решетку положительных ионов меди со свободными электронами, движущимися между ними. (Электроны немного похожи на частицы газа, которые могут свободно перемещаться по поверхности провода).

Электроны могут свободно перемещаться по металлу. По этой причине они известны как свободные электроны. Они также известны как электроны проводимости, потому что они помогают меди быть хорошим проводником тепла и электричества.

Ионы меди колеблются (см. Рисунок 1). Обратите внимание, что они колеблются примерно в одном и том же месте, тогда как электроны могут двигаться через решетку. Это очень важно, когда мы подключаем провод к батарее.

Рисунок 1 – Медный провод состоит из решетки ионов меди. Есть свободные электроны, которые движутся через эту решетку, как газ.

Мы можем подключить медный провод к батарее и выключателю.Обычно свободные электроны беспорядочно перемещаются в металле. Когда мы замыкаем выключатель, течет электрический ток. Теперь свободные электроны проходят через проволоку (рис. 2), они движутся слева направо (и по-прежнему движутся беспорядочно).

Рисунок 2 – Переключение в приведенную выше схему заставляет электроны течь слева направо в направлении, противоположном току.

Электроны имеют отрицательный заряд. Их привлекает положительный полюс батареи.Свободные электроны движутся через медь, протекая от отрицательного к положительному полюсу батареи (обратите внимание, что они текут в направлении, противоположном обычному току; это потому, что они имеют отрицательный заряд).

Ионы меди в проволоке колеблются. Иногда ион преграждает путь движущемуся электрону. Электрон сталкивается с ионом и отскакивает от него. Это замедляет электрон. Часть его энергии была передана иону, который колеблется быстрее.

Таким образом, энергия передается от движущихся электронов к ионам меди.Медь нагревается. Это объясняет, почему:

Металлы
• обладают электрическим сопротивлением.
• металлов нагреваются при протекании через них тока.

Хорошая теплопроводность

Медь – хороший проводник тепла. Это означает, что если вы нагреете один конец куска меди, другой конец быстро достигнет той же температуры. Большинство металлов – довольно хорошие проводники; однако, кроме серебра, лучше всего медь.

Теплопроводность обычных металлов.Когда вы нагреете одну сторону материала, другая сторона нагреется. Приведенные выше значения являются мерой того, насколько быстро другая сторона становится такой же горячей, как и нагретая сторона.

Он используется во многих системах отопления, поскольку не подвержен коррозии и имеет высокую температуру плавления. Единственный другой материал, обладающий такой же устойчивостью к коррозии, – это нержавеющая сталь. Однако его теплопроводность в 30 раз хуже, чем у меди.

Области применения
Медь позволяет теплу быстро проходить через нее.Поэтому он используется во многих приложениях, где важна быстрая теплопередача. К ним относятся:

Проведение тепла
Медь состоит из решетки ионов со свободным электроном (см. Рисунок 1).Ионы колеблются, а электроны могут двигаться через медь (как газ).

На рис. 3 показано, что происходит, когда один конец куска меди становится более горячим. Ионы меди на горячем конце вибрируют сильнее. Примечание: электроны исключены из изображения, чтобы оно было четким.

Рисунок 3 – Левый конец куска меди более горячий. Ионы меди на горячем конце вибрируют сильнее. (Примечание: электроны были исключены из изображения, чтобы оно было четким.)

На рисунке 4 показаны всего несколько электронов, чтобы увидеть, как они проводят тепло слева направо.

1. Свободный электрон сталкивается с ионом на горячем конце и получает кинетическую энергию (ускоряется).
2. Перемещается к холодному концу.
3. Он сталкивается с «холодным ионом», заставляя ранее холодный ион вибрировать сильнее. Это нагревает холодный конец.
4. Таким образом, энергия передается через медь от горячей к холодной.

Рис. 4. Как электроны проводят тепло слева направо (показаны лишь некоторые из них, чтобы их было легче увидеть).

Неметаллы, проводящие тепло
Сравните это с тем, как тепло проводится в неметалле. Колеблющиеся частицы передают свои колебания ближайшим соседям. Это намного медленнее. Вот почему металлы являются лучшими проводниками – их свободные электроны могут переносить энергию по своей длине.

Коррозионная стойкость

Медь с низкой реактивностью. Это означает, что он не подвержен коррозии. Это важно при его использовании для труб, электрических кабелей, кастрюль и радиаторов отопления.

Это также означает, что он хорошо подходит для декоративного использования. Украшения, статуи и части зданий могут быть сделаны из меди, латуни или бронзы и оставаться привлекательными в течение тысяч лет.

Для получения дополнительной информации о преимуществах коррозионной стойкости меди для морских применений см. Ресурс «Медные сплавы в аквакультуре».

Сплавы легко

Медь легко комбинируется с другими металлами для получения сплавов. Первым произведенным сплавом была медь, расплавленная с оловом для образования бронзы – открытие настолько важное, что периоды в истории называют бронзовым веком.

Намного позже появилась латунь (медь и цинк), а в современную эпоху – мельхиор (медь и никель). Сплавы тверже, прочнее и жестче, чем чистая медь. Их можно сделать еще более твердыми, ударив по ним молотком – процесс, называемый «наклеп».

В древовидной структуре медных сплавов показаны варианты добавления других металлов для получения различных сплавов. Ниже приведены некоторые примеры. Нажмите на диаграмму выше, чтобы увидеть увеличенную версию.

Медь + олово = оловянная бронза
Медь + олово + фосфор = фосфорная бронза
Медь + алюминий = алюминиевая бронза
Медь + цинк = латунь
Медь + олово + цинк = бронза
Медь + никель = медно-никелевый сплав
Медь + никель + цинк = нейзильбер.

Для получения дополнительной информации см. Ресурс «Медь в чеканке». Вы также можете просмотреть страницы Ассоциации разработчиков меди, посвященные меди и ее сплавам.

Гигиенический

Медь по своей природе гигиенична, что означает, что она враждебна бактериям, вирусам и грибкам, которые поселяются на ее поверхности. Это свойство видит установку поверхностей из меди и медных сплавов в больницах и других областях, где гигиена является ключевой проблемой.

Легко присоединяется

Медь легко соединяется пайкой или пайкой.Это полезно для трубопроводов и для изготовления герметичных медных сосудов.

Дуктильный

Медь – пластичный металл. Это означает, что из него легко могут быть сформированы трубы и вытянуты проволоки. Медные трубы легкие, потому что у них могут быть тонкие стенки. Они не подвержены коррозии, и их можно согнуть, чтобы подогнать под углы. Трубы можно соединить пайкой, и они безопасны при пожаре, поскольку не горят и не поддерживают горение.

Жесткий

Медь и медные сплавы прочные.Это означает, что они хорошо подходили для изготовления инструментов и оружия. Представьте себе радость древнего человека, когда он обнаружил, что его тщательно сформированные наконечники стрел больше не разбиваются при ударе.

Свойство вязкости жизненно важно для меди и медных сплавов в современном мире. Они не разбиваются при падении и не становятся хрупкими при охлаждении ниже 0 ° C.

Немагнитный

Медь немагнитна и не искрит. Из-за этого он используется в специальных инструментах и ​​военном оборудовании.

Привлекательный цвет

Медь и ее сплавы, такие как латунь, используются для изготовления ювелирных изделий и украшений. Они имеют привлекательный золотистый цвет, который зависит от содержания меди. Они обладают хорошей устойчивостью к потускнению, что делает их долговечными.

Вторичная переработка

Медь может быть переработана без потери качества. Около 40% потребностей Европы удовлетворяется за счет вторичной меди.

Для получения дополнительной информации см. Ресурс «Вторичная переработка меди и устойчивое развитие».

Каталитический

Медь может действовать как катализатор – то есть вещество, которое может ускорить химическую реакцию и повысить ее эффективность. Это достигается за счет снижения энергии активации. Катализаторы биологических реакций называются ферментами.

Медь ускоряет реакцию между цинком и разбавленной серной кислотой. Он содержится в некоторых ферментах, один из которых участвует в дыхании. Это действительно жизненно важный элемент!

Свойства меди: химические, механические и физические

Представляем медь

Медь необходима для любого образа жизни.Он обеспечивает электричеством и чистой водой наши дома и города и вносит важный вклад в устойчивое развитие. Более того, это важно для самой жизни. Ниже описаны различные свойства меди, разделенные по типам (химические, механические и физические).

Химические свойства меди

Все обычные металлы и сплавы вступают в реакцию с влажной атмосферой и вызывают коррозию. Только в жарких / сухих (пустыня) и холодных / сухих средах металлы устойчивы к коррозии.Однако из-за химических свойств меди процесс коррозии идет очень медленно. Коррозионная стойкость меди и медных сплавов основана на их способности образовывать стабильные соединения, обеспечивающие некоторую защиту от коррозионного воздействия. При контакте с атмосферой на поверхности меди и медных сплавов образуются защитные слои оксидов и малорастворимых основных солей. Подходящие легирующие элементы могут положительно влиять на формирование этих покрытий.

Элемент меди находится в той же группе периодической таблицы, что и серебро и золото.Поэтому он относительно инертен по отношению к химическим веществам. В большинстве своих соединений он может иметь валентность (степень окисления) + I или валентность + II. Водные растворы ионов меди в степени окисления + II имеют синий цвет, тогда как ионы меди в степени окисления + I бесцветны. Медь и соединения меди придают пламени зеленоватый оттенок.

Механические свойства меди

Основные механические свойства меди – твердость, прочность и пластичность – определяют ее состояние.Состояние материала (альтернативный термин: состояние) обозначается в стандартах буквой H, обозначающей минимальную твердость, или буквой R, обозначающей минимальную прочность на разрыв.

Медь может поставляться в различных условиях от отожженной (мягкой) до полностью твердой, что достигается холодной обработкой.

Отожженная медь (H040) имеет минимальную твердость 40HV, минимальный предел прочности на разрыв 200 Н / мм2 (R200), а полностью холоднодеформированная медь (h210) имеет твердость минимум 110HV и предел прочности на разрыв минимум 360 Н / мм² (R360). .

Пластичность полностью холоднодеформированной меди намного ниже, чем в отожженном состоянии, при относительном удлинении 2%.

Прочность и твердость меди также можно повысить путем легирования, но это приводит к снижению электропроводности. Самый прочный из всех медных сплавов получают путем легирования бериллием с последующей термообработкой с упрочнением старением, в результате чего достигается предел прочности на разрыв до 1500 Н / мм².

Физические свойства меди

Производство, передача и использование электроэнергии изменили современный мир.Это стало возможным благодаря меди (чистотой не менее 99,9%), которая имеет лучшую электропроводность из всех обычных металлов – одно из наиболее известных физических свойств меди. Он доступен в кованой форме в виде проволоки, кабеля, ленты и шин, а также в виде отливок для таких компонентов, как электрические распределительные устройства и сварочное оборудование.

Теплопроводность

Медь хорошо проводит тепло (примерно в 30 раз лучше, чем нержавеющая сталь и в 1,5 раза лучше, чем алюминий).Это приводит к приложениям, в которых требуется быстрая теплопередача, например, в теплообменниках в установках кондиционирования воздуха, радиаторах транспортных средств, радиаторах в компьютерах, термосварочных машинах и телевизорах, а также в качестве компонентов печей с водяным охлаждением.

Свечи зажигания хорошего качества имеют центральный медный электрод для отвода тепла и предотвращения перегрева. Кастрюли лучшего качества имеют медное дно, что обеспечивает равномерный и быстрый нагрев.

Простота присоединения

Медь легко соединяется пайкой, пайкой, болтовым соединением или клеем.В промышленности это очень полезно для прокладки трубопроводов и соединения сборных шин, которые являются жизненно важными элементами систем распределения электроэнергии. В других местах это также важная особенность для художников, создающих скульптуры и статуи, а также для ювелиров и других мастеров, работающих с этим прекрасным металлом.

Медные приводы современной техники

Представьте себе мир без электричества: без освещения, телевизоров, DVD-плееров, iPad, электрочайников, мобильных телефонов, стиральных машин, холодильников, пылесосов, компьютеров, автомобилей, автобусов, электрифицированных железных дорог, подземных транспортных систем или трамваев.

Легковые и грузовые

Система жгутов из высокочистых медных проводов передает ток от аккумулятора по всему автомобилю к оборудованию, такому как фонари, центральный замок, бортовые компьютеры и системы спутниковой навигации. Электродвигатели, намотанные проволокой с высокой проводимостью, используются во многих из этих устройств. В среднем автомобиль содержит около 1 км провода.

Медь играет решающую роль в современном обществе. Он используется большим количеством людей и в большем количестве приложений, чем многие думают.

Трубопровод

Медь использовалась древними египтянами; образцы, взятые из пирамид, все еще в хорошем состоянии. Сегодня медные трубы диаметром от 6 до 159 мм используются примерно в 90% систем горячего и холодного водоснабжения в Европе и Северной Америке.

Газ

Медные трубы используются не только для распределения воды для домашнего водопровода, но и для безопасной подачи природного газа в дома и на предприятия.

фактов о меди | Живая наука

Блестящая красноватая медь была первым металлом, которым манипулировали люди, и сегодня она остается важным металлом в промышленности.

Самый старый металлический предмет, найденный на Ближнем Востоке, состоит из меди; это было крошечное шило , датируемое 5100 годом до нашей эры. А пенни США изначально был сделан из чистой меди (хотя в настоящее время это 97,5% цинка с тонкой медной оболочкой).

Медь занимает третье место в мире по потребляемым промышленным металлам после железа и алюминия, согласно данным Геологической службы США (USGS) . Около трех четвертей этой меди идет на производство электрических проводов, телекоммуникационных кабелей и электроники.

Помимо золота, медь – единственный металл в таблице Менделеева, цвет которого не является естественным серебряным или серым.

Химическое описание

• Атомный номер (количество протонов в ядре): 29
• Атомный символ (в периодической таблице элементов): Cu
• Атомный вес (средняя масса атома): 63,55
• Плотность: 8,92 грамма на кубический сантиметр
• Фаза при комнатной температуре: твердая
• Точка плавления: 1 984,32 градуса по Фаренгейту (1084.62 градуса Цельсия)
• Точка кипения: 5 301 градус F (2 927 градусов Цельсия)
• Количество изотопов (атомов одного и того же элемента с разным числом нейтронов): 35; 2 стабильный
• Наиболее распространенные изотопы: Cu-63 (естественное содержание 69,15%) и Cu-65 (естественное содержание 30,85%)

История и характеристики

Большая часть меди содержится в рудах и должна быть выплавлена ​​или извлечена из руды , для чистоты перед использованием. Но естественные химические реакции иногда могут высвобождать самородную медь, согласно сайту химической базы данных Chemicool.

Люди производили изделия из меди по крайней мере 8000 лет и выяснили, как плавить металл, примерно к 4500 г. до н. Э. Следующим технологическим скачком было создание медных сплавов путем добавления олова к меди, в результате чего получился более твердый металл, чем отдельные его части: бронза. Технологическое развитие положило начало бронзовому веку, периоду, охватывающему примерно 3300–1200 гг. До н.э., который, согласно истории, отличался использованием бронзовых орудий и оружия.

Медные артефакты усыпаны повсюду в исторических записях.Археологи обнаружили крошечное шило, или заостренный инструмент, датируемое 5100 годом до нашей эры, которое было похоронено вместе с женщиной средних лет в древней деревне в Израиле. Шило представляет собой самый старый металлический предмет, когда-либо найденный на Ближнем Востоке. Согласно статье 2014 года, опубликованной в PLOS ONE, медь, вероятно, поступала из Кавказского региона, расположенного в горном регионе, охватывающем юго-восток России, Армению, Азербайджан и Грузию на расстоянии более 600 миль (1000 километров). В Древнем Египте люди использовали медные сплавы для изготовления украшений, в том числе колец на пальцах ног .Исследователи также обнаружили массивные медные рудники X века до нашей эры. в Израиле.

По данным Геологической службы США, около двух третей меди на Земле содержится в магматических (вулканических) породах, а около четверти – в осадочных породах. Металл пластичный и податливый, хорошо проводит тепло и электричество – вот почему медь широко используется в электронике и проводке.

Медь становится зеленой на из-за реакции окисления; то есть он теряет электроны при контакте с водой и воздухом.Полученный оксид меди имеет тускло-зеленый цвет. Эта реакция окисления является причиной того, что покрытая медью Статуя Свободы имеет зеленый цвет, а не оранжево-красный. Согласно Copper Development Association , выветрившийся слой оксида меди толщиной всего 0,005 дюйма (0,127 миллиметра) покрывает Lady Liberty, а вес покрытия составляет около 80 тонн (73 метрических тонны). По данным Нью-Йоркского исторического общества, изменение цвета с медного на зеленый цвет происходило постепенно и было завершено к 1920 году, через 34 года после того, как статуя была освящена и открыта.

Кто знал?

Вот несколько интересных фактов о меди:

• По словам Петера ван дер Крогта, голландского историка, слово «медь» имеет несколько корней, многие из которых происходят от латинского слова cuprum , образованного от фразы Cyprium aes , что означает «металл с Кипра», поскольку большая часть меди, используемой в то время, была добыта на Кипре.
• Если бы вся медная проводка в среднем автомобиле была проложена, она бы растянулась на 0.9 миль (1,5 км), согласно USGS.
• По данным лаборатории Джефферсона, по электрической проводимости (насколько легко ток может протекать через металл) медь уступает только серебру.
• Пенни делались из чистой меди только с 1783 по 1837 год. С 1837 по 1857 год гроши делались из бронзы (95 процентов меди, а остальные 5 процентов составляли олово и цинк). В 1857 году количество меди в пенни упало до 88 процентов (оставшиеся 12 процентов приходился на никель) и вернулось к своему прежнему рецепту в 1864 году.В 1962 году содержание пенни изменилось на 95 процентов меди и 5 процентов цинка. С 1982 года по сегодняшний день гроши на 97,5% состоят из цинка и 2,5% из меди.
• Медь нужна людям в рационе. По данным Национальной медицинской библиотеки США, этот металл является важным микроэлементом, который имеет решающее значение для образования красных кровяных телец. К счастью, медь содержится в различных продуктах питания, в том числе в зернах, бобах, картофеле и листовой зелени.
• Однако слишком много меди – это плохо.Проглатывание большого количества металла может вызвать боль в животе, рвоту и желтуху (желтоватый оттенок кожи и белый цвет глаз, которые могут указывать на неправильную работу печени) в краткосрочной перспективе. Длительное воздействие может вызвать такие симптомы, как анемия, судороги и диарея, часто с кровью и синим цветом.
• Иногда из-за старых медных труб в системе водоснабжения обнаруживается повышенный уровень меди. Например, в августе 2018 года государственная школьная система в Детройте отключила всю питьевую воду в государственных школах в качестве меры предосторожности из-за высокого уровня меди и железа, обнаруженных в воде, по данным Seattle Times.
• Медь обладает антимикробными свойствами и убивает бактерии, вирусы и дрожжи при контакте, согласно статье 2011 года в журнале Applied and Environmental Microbiology. В результате из меди можно даже вплетать ткани для изготовления антимикробной одежды, такой как носки, которые борются с грибком стопы.
• Медь также входит в состав некоторых типов внутриматочных спиралей (ВМС), используемых для контроля над рождаемостью, по данным Mayo Clinic. Медная проводка вызывает воспалительную реакцию, токсичную как для спермы, так и для яйцеклеток, чтобы предотвратить беременность.При любой медицинской процедуре существует риск побочных эффектов. Хотя, судя по статье 2017 года, опубликованной в Medical Science Monitor, токсичность меди не такова.

Текущее исследование

Медицина: Антимикробные свойства меди сделали ее популярным металлом в области медицины. Многие больницы экспериментировали с покрытием поверхностей, к которым часто прикасаются, таких как перила кроватей и кнопки вызова, медью или медными сплавами, чтобы замедлить распространение внутрибольничных инфекций.Медь убивает микробы, нарушая электрический заряд клеточных мембран организмов, сказала Кассандра Сальгадо, профессор инфекционных заболеваний и больничный эпидемиолог в Медицинском университете Южной Каролины.

В 2013 году группа исследователей во главе с Сальгадо проверила поверхности в отделениях интенсивной терапии (ОИТ) в трех больницах, сравнивая комнаты, модифицированные медными поверхностями, прикрепленными к шести обычным объектам, которые подвергаются воздействию многих рук, с комнатами, не модифицированными медью.Ученые обнаружили, что в традиционных больничных палатах (без медных поверхностей) у 12,3 процента пациентов развились устойчивые к антибиотикам инфекции, такие как устойчивый к метициллину Staphylococcus aureus (MRSA) и устойчивый к ванкомицину Enterococcus (VRE). Для сравнения, в палатах, отделанных медью, только 7,1 процента пациентов заразились одной из этих потенциально разрушительных инфекций.

«Мы знаем, что если вы поместите медь в палату пациента, вы уменьшите микробную нагрузку», – сказал Сальгадо Live Science.«Я думаю, что это было показано снова и снова. Наше исследование было первым, продемонстрировавшим, что это может иметь клиническую пользу».

Исследователи больше ничего не изменили в условиях интенсивной терапии, кроме меди; врачи и медсестры все еще мыли руки, и уборка продолжалась в обычном режиме. Исследователи опубликовали свои результаты в 2013 году в журнале Infection Control and Hospital Epidemiology .

Сальгадо и ее команда также протестировали медную облицовку на стетоскопах, согласно статье 2017 года, опубликованной в American Journal of Infection Control, где исследователи обнаружили, что на стетоскопах с медным покрытием было значительно меньше бактерий, а 66% стетоскопов были полностью без бактерий.Дальнейшие исследования продолжаются, чтобы проверить идею меднения в других медицинских палатах, особенно в тех областях, где пациенты более мобильны, чем в отделениях интенсивной терапии. По ее словам, также необходим анализ затрат и выгод, в котором сравниваются затраты на установку меди и экономию, полученную за счет предотвращения дорогостоящих инфекций.

Электроника: Медь также играет огромную роль в электронике, и из-за ее изобилия и низкой цены исследователи работают над интеграцией металла во все большее количество передовых устройств.

На самом деле, медь может помочь в производстве футуристической электронной бумаги, носимых биосенсоров и другой «мягкой» электроники, сказал Венлун Ченг, профессор химической инженерии в Университете Монаша в Австралии. Ченг и его коллеги использовали медные нанопроволоки для создания «монолита из аэрогеля» – материала, который является очень пористым, очень легким и достаточно прочным, чтобы стоять самостоятельно, подобно сухой кухонной губке. В прошлом эти монолиты аэрогеля изготавливали из золота или серебра, но медь является более экономичным вариантом.

Смешивая медные нанопроволоки с небольшим количеством поливинилового спирта, исследователи создали монолиты аэрогеля, которые могут превращаться в своего рода резину, которую можно разрезать и форму, и проводить электричество. Исследователи сообщили о своих выводах в 2014 году в журнале ACS Nano . Конечным результатом может стать робот с мягким телом или медицинский датчик, который идеально сочетается с изогнутой кожей, сказал Ченг Live Science. Он и его команда в настоящее время работают над созданием датчиков кровяного давления и температуры тела из монолитов медного аэрогеля – еще один способ, которым медь может помочь контролировать здоровье человека.

Физика: В эксперименте 2014 года кусок меди стал самым холодным кубическим метром (35,3 кубических фута) на Земле, когда исследователи охладили его до 6 милликельвинов, или шести тысячных градуса выше абсолютного нуля (0 кельвинов). ). Это самое близкое вещество с такой массой и объемом, которое когда-либо подходило к абсолютному нулю .

Исследователи Итальянского национального института ядерной физики положили 880 фунтов. (400 кг) медный куб внутри контейнера, называемого криостатом, который специально разработан для того, чтобы предметы были очень холодными.Это первый криостат или устройство для хранения вещей при низких температурах, способное удерживать вещества настолько близко к абсолютному нулю.

Создание криостата для экстремальных температур – это лишь первый шаг в новом эксперименте, в котором криостат будет действовать как детектор частиц. Исследователи надеются, что детектор, который находится в процессе ввода в эксплуатацию в соответствии с обновлением статуса за 2018 год, расскажет больше о субатомных частицах, называемых нейтрино, и о том, почему во Вселенной на больше материи, чем антивещества .

Сельское хозяйство : Исследователи из Корнельского университета изучали влияние дефицита меди на сельскохозяйственные культуры, особенно на пшеницу. Пшеница является одним из важнейших продуктов питания в мире, а дефицит меди может привести как к снижению урожайности, так и к снижению плодородия сельскохозяйственных культур.

Исследователи изучали, как растения поглощают и перерабатывают медь. Они обнаружили в пшенице два белка, AtCITF1 и AtSPL7, которые жизненно важны для поглощения и доставки меди в репродуктивные органы пшеницы.С. Департамент сельского хозяйства.

Ранние испытания показали, что когда медь и другие питательные вещества обогащаются почвой и затем поглощаются пшеницей, урожайность увеличивается в семь раз. Хотя известно, что медь и другие минералы полезны для здоровья и плодородия сельскохозяйственных культур, вопрос о том, как и почему этот факт, не совсем понятен. Знания о том, почему медь полезна и как она влияет на рост и размножение растений, можно в дальнейшем использовать на таких культурах, как рис, ячмень и овес, и можно внести эти культуры с помощью богатых минералами удобрений, в состав которых входит медь, в почву, которая когда-то был непригоден для земледелия.

Дополнительные ресурсы

• Американское онкологическое общество изучает исследования меди и утверждает, что она может играть роль в предотвращении или лечении рака.
• Агентство по охране окружающей среды предоставляет информацию о воздействии высоких уровней меди и влиянии коррозии меди на бытовые трубы.
• Национальный ускоритель Томаса Джефферсона (лаборатория Джефферсона) исследует историю и использование меди.

Эта статья была обновлена: сентябрь.12 августа 2018 г., автор проекта Live Science Рэйчел Росс.

меди | Области применения, свойства и факты

Возникновение, использование и свойства

Самородная медь обнаруживается во многих местах в качестве основного минерала в базальтовых лавах, а также восстанавливается из соединений меди, таких как сульфиды, арсениды, хлориды и карбонаты. (Минералогические свойства меди, см. В таблице самородных элементов.) Медь встречается в сочетании со многими минералами, такими как халькоцит, халькопирит, борнит, куприт, малахит и азурит.Он присутствует в золе морских водорослей, во многих морских кораллах, в печени человека, а также во многих моллюсках и членистоногих. Медь играет такую ​​же роль в переносе кислорода в гемоцианине голубых моллюсков и ракообразных, как железо в гемоглобине краснокровных животных. Медь, присутствующая в организме человека в качестве микроэлемента, помогает катализировать образование гемоглобина. Медно-порфировое месторождение в Андах в Чили – самое известное месторождение этого минерала. К началу 21 века Чили стала ведущим производителем меди в мире.Другие крупные производители включают Перу, Китай и США.