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中國鐵合金網訊：在化學元素周期表中，鉬元素不怎么引人注“鉬”，它不像鋁、鐵那樣常見，不如鉑、金貴重，更不似氧、氫那般構成了生命的主體。然而，鉬元素與人類的關系其實非常密切，而關于鉬元素的方方面面，有一些趣事你可能并不了解。
鉬曾被誤認為鉛
雖然早在14世紀，人們就懂得利用含鉬的鋼鐵來鍛造軍刀，但那個時候，人們還沒有意識到鉬元素的存在。原因在于，鉬元素在地殼中的含量約為百萬分之一，分布也比較分散，屬于比較稀有的金屬。而且，鉬元素往往不是以單質的形式存在，主要與硫結合成化合物，形成輝鉬礦，或者偶爾與鉛、銅組合，生成鉛鉬礦和銅鉬礦。
16世紀之前，當人們發現輝鉬礦的時候，看到它為鉛灰色，具有金屬的光澤，而且輝鉬礦多以細微柔軟的鱗片狀產出，具有撓性(金屬或礦物受力發生變形，在作用力失去之后不能恢復原狀的性質稱為撓性，與“彈性”相對)，摸起來還有種油膩的感覺。這和石墨的性質十分相似，所以輝鉬礦被誤以為是石墨。后來，人們在尋找鉛礦石的時候，發現輝鉬礦的外觀類似于方鉛礦，于是，又把鉬誤認為是鉛。所以，人們便用古希臘語中的“molybdos”(意思是“鉛”)命名輝鉬礦。
直到1778年，德國化學家卡爾·舍勒才首次證實，鉬輝礦并不是方鉛礦，也不是石墨，而是一種新的礦物，含有新的元素。但是，舍勒沒有辦法將這種新的元素從礦石中分離出來，所以他沒能成為第一個發現鉬元素的科學家。有趣的是，舍勒被后世稱為“倒霉蛋科學家”，他的壞運氣就是從錯失鉬元素開始的，后來舍勒又從空氣可以助燃的實驗現象中差點發現了氧氣，但卻因為迷信燃素說而將發現氧氣的機會留給了安托萬·拉瓦錫。
在舍勒之后，其他科學家也試圖從輝鉬礦中提取出新元素，他們讓輝鉬礦發生氧化反應，然后將粉末放入水中，形成鉬酸，但仍然無法從中析出鉬金屬。終于，在1781年，瑞典化學家彼得·海基爾姆幸運地摘取了科學果實。他將碳粉、亞麻籽油和鉬酸混在一起，攪拌成糊狀，然后用封閉的坩堝對這一團“漿糊”加熱。終于，；鶢柲酚眠@樣的“碳還原法”將新的金屬從輝鉬礦中分離出來，他隨即將該金屬命名為“鉬”。至此，人們才開始了解到鉬元素的真面目。
戰爭使鉬名揚天下
1781年，人們開始懂得如何得到金屬鉬，但此后的100多年里，全世界金屬鉬的總產量也不超過10噸。由于鉬元素易于氧化，且冶煉和加工水平有限，人們似乎還不知道如何將這種金屬大規模地應用到工業生產中來。
不過，鉬元素適合重工業的優點還是有目共睹的，它硬而堅韌、耐腐蝕、耐高溫，熔點僅次于鎢、鉭，它注定會成為人類重要的工業原料。1891年，法國施耐德公司率先將鉬作為合金元素生產出了含鉬的鋼板，發現其性能優越，而且鉬的密度僅是鎢的一半，鉬便逐漸取代鎢成為煉鋼的合金元素。到了20世紀，人類爆發了兩場規模空前的世界大戰，統計資料顯示，在第一次世界大戰中，鉬的年產量從數噸瞬間飆升到了100噸，而到了二戰時期，又增長至1萬噸。為何戰爭促進了鉬的生產?這是因為它太有用了。
我們知道，“陸戰之王”——坦克就是在一戰中發明的。最初，英國人為了增強坦克的防御力，給坦克安裝了75毫米厚的錳鋼板，但這種笨重的坦克在戰爭中表現得并不怎么樣。后來，英國人通過試驗，將錳鋼板換成鉬鋼板，在不削弱防御力的前提下使得坦克的厚度減了50毫米，結果，更加機動靈活的坦克才得以大顯神威。
同樣，德國著名的攻堅武器——“大貝爾莎”巨炮，也是用鉬鋼做成的。一戰前期，應德國總參謀部的要求，德國工業巨頭克虜伯公司研制出了史無前例的超級重炮，并以古斯塔夫·克虜伯的妻子貝爾莎命名。“大貝爾莎”的口徑為420毫米，炮身重43噸，需要200位德國軍人花6個星期才能組裝完畢。更嚇人的是，“大貝爾莎”的炮彈重820千克，射程15千米，再堅固的工事也經不住它來這么一發？颂敳阅軌蜓兄瞥鐾θ绱梭@人的巨炮，其秘訣就在于使用了材質特殊的鉬鋼來制作炮身，因為當“大貝爾莎”發射炮彈時，只有耐高溫的鉬能夠抵御炮彈產生的熱量，以免熔化炮身。
到了第二次世界大戰，鉬元素同樣發揮著重要的作用。當時，戰場上最著名的坦克莫過于德國的虎式坦克，其類型包含虎Ⅰ型和虎Ⅱ型兩種。從1942年服役至1945年德國投降，虎式坦克一直活躍于戰場第一線，它所向披靡，難以抵擋。不過，在庫爾斯克會戰中，蘇聯人俘獲虎Ⅱ型坦克后對其進行了測試，發現虎Ⅱ型坦克并不像傳說中的那樣堅不可摧，雖然它裝甲很厚，但是防御效果相對于虎Ⅰ型并未有較大提升。之所以出現這種狀況，其實是由于德軍所占領的挪威克納本鉬礦在1943年被盟軍轟炸，從而使德軍失去了鉬的來源。戰爭初期，德軍的虎Ⅰ型坦克都采用了鉬鋼，這種鉬鋼耐腐蝕，在高溫條件下仍然具有較高的強度，而虎Ⅱ型坦克的厚裝甲中已經無鉬可用，所以影響了德軍裝甲部隊的戰斗力。
鉬是多才多藝的金屬
兩次世界大戰使人們意識到鉬對于軍事的重要作用，戰后，鉬的全球年產量由10萬噸上升到如今的20多萬噸。鉬在贏得“戰爭金屬”美譽的同時，其應用范圍也越來越廣，特別是在核能、醫療等高科技領域發揮著越來越重要的作用。
2018年，俄羅斯的莫斯科工程物理學院的科學家們發表了一項關于核燃料保護套的研究，他們使用鉬合金代替現有的鋯合金來用作核燃料保護外殼，可以提高核電站的安全性。
在現有的核電站中，鈾燃料棒是安裝在鋯合金保護外殼內的。鋯合金具有很高的耐腐蝕性，而且鋯幾乎不會和中子反應，所以是極好的核燃料棒保護外殼。但是，在極端情況下，比如由于地震和海嘯導致應急冷卻系統出現故障時，核反應堆內冷卻水的水平面會一直下降，使鈾燃料棒處于裸露狀態，那么冷卻不足會使高溫的鋯合金外殼與高溫水蒸氣產生氫化作用(即鋯水反應)，這會導致反應爐熔毀以及氫氣爆炸——2011年的日本福島核電站事故就是這樣發生的。如果想要避免類似的事故，辦法之一就是尋找一種比鋯合金更優秀的核燃料棒保護外殼，而在眾多金屬材料中，只有鉬同時滿足比鋯更耐腐蝕、更耐熱、有更高的導熱性以及更小的中子截面積(意味著不與中子反應)的條件，因而特制的鉬合金很可能會在未來成為核電站防護裝置的主要材料。
鉬元素還被應用于醫療實踐。比如，锝99是應用最廣泛的放射性造影劑，不過，锝99只能由一種方式制備，那就是鉬99衰變。鉬99是鉬的一種放射性同位素，它的半衰期為2.75天，半衰期過后，鉬99衰變為锝99。鉬99的半衰期非常理想，這個時間不但保證了鉬原子在原料地到醫療場所的運輸過程具有足夠的穩定性，而且保證了锝99的放射性可以在短時間內激活。如果半衰期過短，在運輸過程中，鉬原子可能產生放射性輻射的危險;如果半衰期過長，將影響醫療診斷的效率。在核醫學中，80%的醫療都用到了锝99，而在美國，每天使用锝99的診斷就達 55000多起，所以，鉬的重要性不言而喻。
生命對鉬很敏感
生物老師常常會講一個故事：某一年，新西蘭的一個牧場遭遇了干旱，大量牧草枯萎而死，但有一條礦工經常踩踏的小路邊上生長著茂密的綠草。這是為什么呢?原來這里的礦場是鉬礦，礦工們每天工作，身上難免會沾上礦渣，當他們走路時不經意間將礦渣撒落在小路上，就如同上天賜予的“大補丸”，給路邊的小草提供了豐富的養料。另外，科學已經證明，對農作物施加鉬肥，可以增強農作物的抗病、抗旱和抗旱能力，提高產量。比如，根據科學家的統計，每畝農田施加鉬肥20克，可使小麥增產35%，而大豆則可增產47%，蠶豆增產8%，綠豆增產32.8%，番茄增產75%。
鉬不僅是植物生長和發育中必需的微量元素，也是植物發揮固氮功能的重要元素。氮是生命之源，有了氮，植物才變得有營養。然而，植物并不能直接吸收空氣中的氮氣，它們需要在固氮菌的幫助下，通過化學反應將氮元素吸收并存儲起來。固氮菌為植物固氮的過程很復雜，需要一種催化劑，名為固氮酶，金屬鉬正是固氮酶的重要成分。每年，全球植物固氮總量約1億噸，遠超過人工固氮量，這都是鉬元素的功勞。
不僅植物需要鉬，我們人體內也需要鉬，只不過需量極少。成年人體內大約只有9毫克鉬，而且它們分散在身體的各個部分。雖然如此，我們對于鉬還是非常敏感的。比如，鉬與我們頭發的顏色有關，因為鉬元素會使頭發偏紅褐色。又比如，我們的情緒也容易受鉬的影響，有它，我們會精力充沛，神氣十足，缺少或無它，我們會感到疲憊不堪，渾身乏力。鉬為什么有這么大的本事呢?原因在于，鉬是兩種在新陳代謝中起重要作用的酶的組成成分，一是黃嘌呤氧化酶，一是亞硫酸鹽氧化酶。這兩種酶有鉬存在時才具有活力，沒有鉬，就會失去活力，起不了催化作用。
由于鉬在食物中比較廣泛地存在著，小麥、豆類、豬肉、牛奶、蜂蜜都含有鉬，人對于鉬的需要量也不高，所以我們一般不會缺鉬。如果身體攝入多余的鉬，反而會引起金屬中毒。
由此看來，鉬這種罕見的元素，與我們的日常生活還真息息相關呢。
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- [責任編輯：Jiang Li Juan ]
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