Erbium, jaksollisen järjestelmän 68. alkuaine.
Löytöerbiumon täynnä yllätyksiä ja käänteitä. Vuonna 1787 pienessä Itbyn kaupungissa, 1,6 kilometrin päässä Tukholmasta, Ruotsissa, löydettiin uusi harvinainen maametalli mustasta kivestä, joka nimettiin yttriummaaksi löytöpaikan mukaan. Ranskan vallankumouksen jälkeen kemisti Mossander käytti uutta teknologiaa alkuaineiden vähentämiseenyttriumyttriummaasta. Tässä vaiheessa ihmiset ymmärsivät, että yttriummaa ei ole "yksi komponentti" ja löysivät kaksi muuta oksidia: vaaleanpunaista kutsutaanerbiumoksidi, ja vaaleanviolettia kutsutaan terbiumoksidiksi. Vuonna 1843 Mossander löysi erbiumin jaterbium, mutta hän ei uskonut, että löydetyt kaksi ainetta olivat puhtaita ja mahdollisesti sekoitettuja muihin aineisiin. Seuraavien vuosikymmenten aikana ihmiset havaitsivat vähitellen, että siinä todellakin oli monia alkuaineita sekoittuneina, ja vähitellen löysivät muita lantanidimetallialkuaineita erbiumin ja terbiumin lisäksi.
Erbiumin tutkimus ei ollut yhtä mutkatonta kuin sen löytäminen. Vaikka Maussand löysi vaaleanpunaisen erbiumoksidin vuonna 1843, vasta vuonna 1934 saatiin puhtaita näytteitä...erbiummetalliuutettiin puhdistusmenetelmien jatkuvan parantamisen ansiosta. Kuumentamalla ja puhdistamallaerbiumkloridija kaliumia, ihmiset ovat onnistuneet pelkistämään erbiumin kaliumilla. Silti erbiumin ominaisuudet ovat liian samankaltaisia kuin muiden lantanidimetallien, mikä on johtanut lähes 50 vuoden pysähtyneisyyteen asiaan liittyvässä tutkimuksessa, kuten magnetismin, kitkaenergian ja kipinöiden syntymisen tutkimuksessa. Vuoteen 1959 asti, kun erbiumatomien erityistä 4f-kerroselektronirakennetta alettiin soveltaa kehittyvissä optisissa kentissä, erbium herätti huomiota ja sille kehitettiin useita sovelluksia.
Erbium, hopeanvalkoinen, on pehmeärakenteinen ja osoittaa voimakasta ferromagnetismia vain lähellä absoluuttista nollapistettä. Se on suprajohtava ja hapettuu hitaasti ilman ja veden vaikutuksesta huoneenlämmössä.Erbiumoksidion ruusunpunainen väri, jota käytetään yleisesti posliiniteollisuudessa ja joka on hyvä lasite. Erbiumia on tiivistynyt vulkaanisiin kiviin ja sillä on suuria mineraaliesiintymiä Etelä-Kiinassa.
Erbiumilla on erinomaiset optiset ominaisuudet ja se pystyy muuttamaan infrapunan näkyväksi valoksi, mikä tekee siitä täydellisen materiaalin infrapunailmaisimien ja pimeänäkölaitteiden valmistukseen. Se on myös taitava työkalu fotonien havaitsemisessa, sillä se pystyy jatkuvasti absorboimaan fotoneja tiettyjen ionien viritystasojen kautta kiinteässä aineessa ja sitten havaitsemaan ja laskemaan nämä fotonit fotoni-ilmaisimen luomiseksi. Kolmiarvoisten erbiumionien fotonien suoran absorboinnin tehokkuus ei kuitenkaan ollut korkea. Vasta vuonna 1966 tutkijat kehittivät erbiumlasereita sieppaamalla optisia signaaleja epäsuorasti apuaionien kautta ja siirtämällä sitten energiaa erbiumille.
Erbiumlaserin periaate on samanlainen kuin holmiumlaserin, mutta sen energia on paljon pienempi kuin holmiumlaserin. 2940 nanometrin aallonpituudella varustettua erbiumlaseria voidaan käyttää pehmytkudosten leikkaamiseen. Vaikka tämän tyyppisellä keski-infrapuna-alueen laserilla on heikko tunkeutumiskyky, se imeytyy nopeasti ihmiskudosten kosteuteen, jolloin saavutetaan hyviä tuloksia vähemmällä energialla. Se voi hienontaa, jauhaa ja poistaa pehmytkudoksia, mikä nopeuttaa haavan paranemista. Sitä käytetään laajalti laserleikkauksissa, kuten suuontelon leikkauksissa, valkoisen kaihin hoidossa, kauneudenhoidossa, arpien poistossa ja ryppyjen poistossa.
Vuonna 1985 Southamptonin yliopisto Isossa-Britanniassa ja Northeasternin yliopisto Japanissa kehittivät onnistuneesti erbiumilla seostetun kuituvahvistimen. Nykyään Wuhan Optics Valley Wuhanissa, Hubein maakunnassa Kiinassa, pystyy itsenäisesti tuottamaan tätä erbiumilla seostettua kuituvahvistinta ja viemään sitä Pohjois-Amerikkaan, Eurooppaan ja muualle. Tämä sovellus on yksi suurimmista keksinnöistä valokuituviestinnässä, niin kauan kuin tietty osuus erbiumia on seostettu, se voi kompensoida optisten signaalien menetystä viestintäjärjestelmissä. Tämä vahvistin on tällä hetkellä yleisimmin käytetty laite valokuituviestinnässä, ja se pystyy lähettämään optisia signaaleja heikentymättä.
Julkaisun aika: 16.8.2023