5 کاربرد شگفت انگیز لیتیوم

لیتیوم یکی از فلزات پرکاربرد در صنعت و علم است که کاربرد های متنوعی دارد و مورد توجه بسیاری از کشورها است.

به گزارش تکناک، در ادامه برخی از کاربردهای اصلی و شگفت انگیز (Li) lithium آمده است.

تولید باتری‌های قابل شارژ: لیتیوم به دلیل داشتن ویژگی‌های بار الکتریکی بالا و وزن سبک، در تولید باتری‌های قابل شارژ بسیار پرکاربرد است.باتری‌های لیتیومی دارای ویژگی‌های زیر هستند:
چگالی انرژی بالا: باتری‌های لیتیومی دارای چگالی انرژی بالا هستند که به این معناست که برای ذخیره انرژی بیشتر در فضای کوچکتر از باتری، به کار می‌روند.
عمر طولانی: باتری‌های لیتیومی دارای عمر طولانی‌تری نسبت به باتری‌های قدیمی‌تر هستند، به عنوان مثال باتری‌های لیتیومی برای استفاده در خودروهای الکتریکی، می‌توانند حداکثر ۱۰۰هزار مایل کارکرد داشته باشند.
نرخ خود تخلیه پایین: باتری‌های لیتیومی نرخ خود تخلیه پایینی دارند، به عبارت دیگر هنگامی که در حال استفاده نیستند، انرژی خود را به شکل آهسته‌ای از دست می‌دهند.
وزن سبک: لیتیوم فلزی با وزن سبک است که باعث می‌شود باتری‌های لیتیومی در ساخت دستگاه‌های قابل حمل و پوشیدنی مانند تلفن‌های همراه، ساعت‌های هوشمند و دوربین‌های دیجیتال، مناسب باشند.
شارژ سریع: باتری‌های لیتیومی به سرعت شارژ می‌شوند و در مقایسه با باتری‌های قدیمی‌تر، زمان شارژ کوتاهتری نیاز دارند.

2- ساخت آلیاژها: لیتیوم (عنصر شیمیایی) در تولید آلیاژهای متنوعی که در صنایع مختلف، از جمله خودروسازی، هوافضا، صنعت دریایی و صنایع الکترونیکی استفاده می‌شوند. به دلیل ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاص خود، مانند وزن سبک، مقاومت در برابر خوردگی، پایداری شیمیایی و مقاومت در برابر دما، لیتیوم باعث بهبود خواص آلیاژهای تولید شده می‌شود.

همچنین، در آلیاژهای لیتیوم-آلومینیوم، لیتیوم باعث کاهش وزن آلیاژ می‌شود و در نتیجه، برای تولید قطعاتی که نیاز به وزن سبک و مقاومت بالا دارند، بسیار مناسب است. در آلیاژهای لیتیوم-کبالت، لیتیوم باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی و حرارت و کاهش اکسیداسیون آلیاژ می‌شود.

برخی از آلیاژهای معروف شامل موارد زیر هستند:

آلیاژ لیتیوم-آلومینیوم: در این آلیاژ، لیتیوم به عنوان عنصر آلیاژی و آلومینیوم به عنوان فلز اصلی، به کار رفته و این آلیاژ برای ساخت قطعات خودرو و هواپیما استفاده می‌شود.
آلیاژ لیتیوم-کبالت: در این آلیاژ، لیتیوم با کبالت ترکیب شده و این آلیاژ در ساخت باتری‌های لیتیومی، پوشش‌های فلزی، قطعات الکترونیکی و در برخی از تجهیزات دریایی به کار می‌رود.
آلیاژ لیتیوم-منیزیم: در این آلیاژ، لیتیوم با منیزیم ترکیب شده و این آلیاژ برای ساخت قطعات هوافضا، خودرو و موتور سیکلت استفاده می‌شود.
آلیاژ لیتیوم-تیتانیوم: در این آلیاژ، لیتیوم با تیتانیوم ترکیب شده و این آلیاژ برای ساخت قطعات هوافضا و در برخی از اتصالات فلزی استفاده می‌شود.
آلیاژ لیتیوم-نیکل: در این آلیاژ، لیتیوم با نیکل ترکیب شده و این آلیاژ برای ساخت قطعات الکترونیکی و در برخی از تجهیزات دریایی به کار می‌رود.

3– پخت شیشه: لیتیوم به عنوان یکی از عوامل پخت شیشه، به کار می‌رود و باعث افزایش قابلیت شکل‌دهی شیشه و کاهش دمای پخت آن می‌شود. لیتیوم به عنوان یکی از مواد اولیه در پخت شیشه‌های مختلف به کار می‌رود. دلیل استفاده از لیتیوم در پخت شیشه این است که با اضافه کردن آن به شیشه، خواص شفافیت و شیشه‌ای آن بهبود می‌یابد و بهترین انتخاب برای برخی از کاربردهای خاص مانند شیشه‌های لیزری و شیشه‌های نمایشگر الکترونیکی است. لیتیوم در ساخت شیشه‌های لیزری نقش مهمی دارد. شیشه‌های لیزری از جمله انواع شیشه‌های اپتیکی هستند که برای تولید پرتودهی لیزری استفاده می‌شوند. در ساخت شیشه‌های لیزری، لیتیوم به عنوان یکی از مواد اولیه به شیشه اضافه می‌شود. اضافه کردن لیتیوم به شیشه، خواص اپتیکی شیشه را بهبود می‌بخشد و به شیشه اجازه می‌دهد تا پرتودهی لیزری را با دقت بالا تولید کند. همچنین، لیتیوم باعث افزایش پایداری حرارتی شیشه می‌شود و از شکستن شیشه در دماهای بالا جلوگیری می‌کند.

تولید شیشه رنگی با استفاده از لیتیوم، یک فرایند تولید پیچیده است که به طور گسترده در صنعت شیشه‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این فرایند، به مخلوطی از سیلیکات سدیم، سیلیکات کلسیم و لیتیوم اضافه می‌شود. سپس با تغییر دما و فشار، مخلوط مذاب به صورت یک شیشه مایع تبدیل می‌شود. در این مرحله، برخی عناصر رنگ‌دهنده نیز به مخلوط مذاب اضافه می‌شوند تا به شیشه رنگی تبدیل شود.

یکی از ویژگی‌های مهم شیشه‌های حاوی لیتیوم، توانایی جذب پرتوهای فرابنفش است. بنابراین، این شیشه‌ها برای استفاده در تولید لامپ‌های خاص و فیلترهای نوری که از این پرتوها استفاده می‌کنند، بسیار مناسب هستند. همچنین، شیشه‌های حاوی لیتیوم به دلیل رنگ شفاف و شیشه‌ای آنها، در صنایعی مانند صنعت الکترونیکی و فناوری اطلاعات بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

4– درمان اختلالات عصبی: لیتیوم به عنوان یک داروی مؤثر برای درمان بیماری بایپولار، افسردگی و برخی اختلالات عصبی دیگر به کار می‌رود.lithium (chemical element with symbol Li and atomic number 3) در صنعت داروسازی برای درمان بیماری‌های روانی مانند افسردگی، اختلال دوقطبی و اضطراب مورد استفاده قرار می‌گیرد.

لیتیوم به عنوان یک دارو برای درمان بیماری های روانی مانند افسردگی و بیماری دو قطبی (بیماری دو حالته) از دهه ۱۹۴۰ به کار گرفته شد. اما باید توجه داشت که بطور مشابه با بسیاری از داروها، کاربرد اولیه لیتیوم به عنوان یک دارو، ممکن است با استفاده از آن به صورت سنتی و طب سنتی، قبل از آن که به عنوان یک داروی مدرن شناخته شود، انجام شده باشد. برای مثال، در طب سنتی چینی، استفاده از سنگ‌های لیتیوم برای درمان برخی بیماری‌ها از قرون ۷-۶۰۰ قبل از میلاد گزارش شده است.

در دهه ۱۹۴۰، جان کید پزشک استرالیایی، اولین بار از لیتیوم به عنوان یک دارو برای درمان بیماری دو قطبی استفاده کرد. وی از شناور کردن لیتیوم کلراید در آب استفاده کرد و آن را به بیماران دو قطبی تزریق کرد. نتایج این مطالعات، بهبود چشمگیری در بیماران دو قطبی نشان داد و از آن پس، لیتیوم به عنوان یک داروی موثر برای درمان بیماری دو قطبی به کار گرفته شد.

با توجه به این که علت بسیاری از بیماری‌های روانی هنوز به طور کامل مشخص نشده‌اند، عملکرد لیتیوم در درمان این بیماری‌ها هنوز به طور کامل درک نشده است، اما به نظر می‌رسد که لیتیوم باعث افزایش سطح سروتونین در مغز می‌شود که یک نوروترانسمیتر مهم در کنترل خلق و خو در افراد است. همچنین، لیتیوم باعث کاهش افکار منفی و افزایش روحیه افراد مبتلا به افسردگی می‌شود. در درمان اختلال دوقطبی، لیتیوم باعث کاهش تغییرات مزاجی و روحیه در افراد مبتلا به این بیماری می‌شود. همچنین، لیتیوم باعث کاهش اضطراب و تشدید علائم این بیماری می‌شود. با این حال، برای درمان بیماری‌های روانی، لازم است که لیتیوم توسط یک پزشک تجویز شود و با دقت و به میزان تعیین شده توسط پزشک مصرف شود.

5– استفاده در صنایع هسته‌ای: لیتیوم به عنوان یک عنصر با نرخ جذب نوترون بالا، در ساخت بسیاری از قطعات مورد استفاده در صنایع هسته‌ای، مانند سوخت هسته‌ای و کنترل کننده‌های هسته‌ای به کار می‌رود.

لیتیوم به عنوان یک جاذب نوترون در صنایع هسته‌ای به کار می‌رود. نوترون‌ها از یکی از اجزای اتم هستند و در فرایند هسته‌ای، باعث شکستن هسته‌ی اتمی می‌شوند و انرژی را آزاد می‌کنند. بنابراین، جاذب نوترون‌ها برای کنترل انرژی هسته‌ای بسیار مهم است.

لیتیوم به علت خواص خود به عنوان یک جاذب نوترون کاربرد فراوانی در صنایع هسته‌ای دارد. یکی از کاربردهای مهم لیتیوم در این صنعت، استفاده آن به عنوان جاذب نوترون در راکتورهای هسته‌ای است. در راکتورهای هسته‌ای، اتم هسته‌ای که در آن به یک نوترون برخورد کند، ممکن است شکسته شود و با آزاد شدن انرژی، پیامدی نامطلوب داشته باشد. بنابراین، برای کنترل انرژی هسته‌ای و جلوگیری از انفجار ناگهانی هسته‌ها، جاذب نوترون بسیار مهم است.

همچنین، لیتیوم به عنوان یکی از اجزای مهم بمب‌های هیدروژنی (بمب‌های اتمی) نیز کاربرد دارد. در این بمب‌ها، لیتیوم با یک هسته‌ی اتمی یکپارچه شده است و در فرایند هسته‌ای، نوترون‌ها به لیتیوم برخورد می‌کنند و انرژی آزاد می‌شود.