Тезка мифологического сына Урана и Геи, тезка спутника планеты Сатурн, тезка очень большого кипятильника. Легкий, серебристо-белый металл с атомным номером 22. Это – титан. Во всех смыслах слова.
1. Сегодня, когда в истории науки осталось немного белых пятен, уже точно известно, что первооткрывателем титана был совсем даже не химик, а обыкновенный сельский священник. Случилось это на исходе XVIII века, в 1791 году. В свободное от служения Господу время Уильям Грегор посвящал своим научным увлечениям – минералогии и химии. Как-то прогуливаясь в окрестностях своего прихода в деревне Менакэн в Корнуолле, викарий набрел на странные залежи темного крупного песка. Грегор набрал песка и начал его исследовать. И выделил новую, как тогда говорили «землю», то есть оксид металла. Землю Грегор назвал менакеновой, песок – менаканитом, а новый элемент менакином – увековечил родные места.
2. Родные места дилетанта Грегора в науке не задержались. Четыре года спустя до нового элемента добрался специалист – немецкий химик Мартин Клапрот. Он покопался в минерале рутиле и обнаружил, что это оксид нового элемента, который назвал возвышенным именем «титан».
3. Еще через пару лет тот же Клапрот определил, что рутил и менакеновая земля – оксиды одного и того же элемента. Но куда менакину до греческих богов! И элемент стали именовать титаном.
4. Правда, кое-кто сомневается, что Клапрот дал название титану по аналогии с ранее открытым ураном – в честь персонажей древнегреческой мифологии. Есть версия в основе не титаны, а Титания – королева эльфов в германской мифологии. Объясняют это название необычайной легкостью, то есть малой плотностью титана.
5. Название «менаканит» тоже не уцелело – теперь этот минерал называют ильменитом.
6. Титаническую задачу выделения металла из окиси ни Грегор, ни Клапрот не выполнили. Считают, что первым образец металлического титана получил известный шведского химик Йёнс Якоб Берцелиус в 1825 году.
7. Этот титан тоже не был чистым – проблема получения чистого титана ровно сто лет упиралась в его высокую химическую активность и сложность очистки. В 1925 году проблему окончательно решили – эта честь выпала ученым из Нидерландов Антону Эдуарду ван Аркелу и Яну Хендрику де Буру.
8. Иногда титан называют редким металлом и сильно преувеличивают: по распространённости в природе он на десятом месте.
9. Науке известны более 100 минералов, содержащих титан. Важнейшие из них – уже упомянутый ильменит, рутил, титаномагнетит, перовскит и титанит. Месторождения титановых руд есть во многих странах мира: в Китае и России, в ЮАР и Украине, в Японии и Австралии, в Индии и в Бразилии в Южной Корее и Казахстане.
10. Широкая распространенность титана – счастье для человечества. Легкий – вдвое легче железа, прочный – прочнее многих сталей и коррозионноустойчивый в воздухе, морской воде и большинстве реагентов титан нашел широчайшее применение в промышленности.
11. Часто титан называют крылатым, и по заслугам – титан широко применяют в авиации и космической технике.
12 . И другие стихии не дремлют. Титан используют в судостроении вплоть до подлодок, кстати сказать, первую советскую титановую подводную лодку называли «золотой рыбкой» намекая на дороговизну.
13. Титан широко применяют в химической, в военной и в медицинской промышленности – известны титановые бронежилеты и титановые протезы.
14. Основной продукт титановой индустрии – это представьте себе… краска: ведь в машиностроении используется семь процентов потребляемого миром титана, а для производства красок, в том числе титановых белил – шестьдесят.
15. Титановые белила дают сто очков вперед, к примеру, цинковым: в отличие от цинковых они не темнеют со временем.
16. На языке химиков титановые белила называются диоксидом титана. Второй его псевдоним, представьте себе, пищевая добавка Е171.
17. Из диоксида титана делают пластмассы, бумагу, его используют в производстве резиновых и стеклянных изделий, например, термостойкого и оптического стекла.
18. Пищевую добавку Е171, то есть тот же диоксид титана, используют в косметической промышленности. Это неотъемлемый компонент кремов для загара: диоксид титана непроницаем для ультрафиолетовых лучей, вызывающих заболевания кожи.
19. Раз добавка называется пищевой, резонно поискать ее в продуктах. Она тут же найдется: именно диоксидом титана отбеливают части крабовых палочек. Сухое молоко, быстрые завтраки – во всех этих смесях часто присутствует Е171. Ученые довольно давно ведут исследования этой пищевой добавки, но никого вреда для человеческого организма пока не обнаружили.
20. Карбидом титана покрывают режущие инструменты, и титановое покрытие сильно улучшает режущие свойства инструмента – и качество обработанных поверхностей тоже.
21. Хорош и нитрид титана: по виду и блеску это соединение напоминает золото и используется как его заменитель. Нитрид титана жаропрочен и изностостоек. Первому качеству нитрид титана обязан тем, что из него делают тигли для бескислородной плавки металла, второму – тем, что его используют как различные покрытия вплоть до церковных куполов. Золотом горит купол Богоявленского собора Ниловой пустыни близ Осташкова на озере Селигер – он как раз покрыт нитридом титана.
22. И уж совсем необыкновенные свойства демонстрирует сплав 45% титана и 55% никеля. Названный нитинолом по первым буквам металлов и месту открытия – лаборатории в США этот легкий, прочный, коррозионностойкий и пластичный сплав вдруг обнаружил уникальную способность помнить прежнюю форму. Если из нитинола изготовить деталь сложной формы, а потом нагреть ее и охладить, то с полученную деталь можно деформировать сколько угодно. Стоит нитиноловую штучку нагреть опять, как она вспомнит прошлое и вновь восстановится в прежней форме.
23. Американские ученые разработали бумагу, в которой волокна целлюлозы заменены на нанотрубки из оксида титана. Она не подвержена гниению и обладает обеззараживающими свойствами. Ее даже можно стерилизовать в автоклаве. Если эта бумага получит широкое распространение, то знаменитая фраза Михаила Булгакова из романа «Мастер и Маргарита» «Рукописи не горят» обретет буквальный смысл. Ведь титановая бумага не воспламеняется.
Фото превью: Alchemist-hp, CC BY-SA 3.0, Викисклад
