Hechos Sobre El Titanio

{h1}

Propiedades, usos y fuentes del elemento titanio.

¿Hay algún elemento que recuerde la noción de fuerza como el titanio? Nombrado en honor a los titanes, dioses griegos del mito, el elemento 22 en la tabla periódica aparece en aviones y palos de lacrosse, perforaciones en el cuerpo y equipo médico e incluso protector solar.

El titanio resiste la corrosión y es particularmente fuerte y liviano. Es tan fuerte como el acero, pero solo el 45 por ciento del peso, según el Laboratorio Nacional de Los Álamos. Y es dos veces más fuerte que el aluminio, pero solo un 60% más pesado.

Solo los hechos

  • Número atómico (número de protones en el núcleo): 22
  • Símbolo atómico (en la tabla periódica de elementos): Ti
  • Peso atómico (masa media del átomo): 47.867
  • Densidad: 4.5 gramos por centímetro cúbico
  • Fase a temperatura ambiente: Sólido
  • Punto de fusión: 3.034,4 grados Fahrenheit (1,668 grados Celsius)
  • Punto de ebullición: 5,948.6 F (3,287 C)
  • Número de isótopos: 18; cinco son estables
  • Isótopos más comunes: Titanio-46, Titanio-47, Titanio-48, Titanio-49 y Titanio-50.

Elemento superhéroe

Para un elemento con superpoderes, el titanio tiene una historia de origen apropiada: se forja en las profundidades de las supernovas o estrellas colapsantes. Un estudio de 2012 de una estrella moribunda en particular, Supernova 1987A, encontró que una sola supernova puede crear un valor de 100 Tierras de titanio-44, un isótopo radioactivo de titanio, en masa.

El titanio es el noveno metal más abundante en la corteza terrestre, según Chemicool, pero no se descubrió hasta 1791. El geólogo aficionado inglés, reverendo William Gregor, descubrió algo de arena negra y metálica en un lecho de un arroyo, lo analizó y descubrió que era una Mezcla de magnetita, una forma común de óxido de hierro y un nuevo metal. Gregor lo llamó manaccanite para la parroquia en la que había descubierto la arena.

Cuatro años más tarde, un científico alemán llamado Martin Heinrich Klaproth estaba estudiando un mineral de Hungría cuando se dio cuenta de que contenía un elemento químico nunca antes descrito. Lo llamó titanio, y luego confirmó que la manaccanita de Gregor también contenía titanio.

La primera persona en destilar titanio en su forma pura fue M. A. Hunter, un empleado de General Electric, según la Royal Society of Chemistry (RSC). Sin embargo, no fue hasta la década de 1930 que William J. Kroll inventó un proceso que hizo posible la extracción de titanio a escala industrial. El llamado proceso de Kroll primero trata el mineral de óxido de titanio con cloro, produciendo cloruro de titanio. Luego, el magnesio o el sodio se mezclan con el cloruro de titanio en el gas argón (permitir que el oxígeno ingrese a los procedimientos sería bastante explosivo, de hecho, dado que el titanio es altamente reactivo al oxígeno, según el RSC). Bajo temperaturas de 2.192 F (1.200 C), el magnesio o el sodio reducen el cloruro de titanio a titanio puro. Este proceso es aproximadamente 10,000 veces menos eficiente que el proceso utilizado para fabricar hierro, según el RSC, que ayuda a explicar por qué el titanio es el metal más caro.

El titanio es un metal de transición, lo que significa que puede formar enlaces utilizando electrones de más de una de sus capas o niveles de energía. Comparte esta característica con otros metales de transición, incluidos el oro, el cobre y el mercurio.

¿Quien sabe?

  • Casi todas las rocas ígneas (rocas formadas por la solidificación de la roca fundida) contienen titanio, de acuerdo con el RSC.
  • Un Boeing 737 Dreamliner está hecho de titanio al 15 por ciento, según la compañía.
  • El titanio está en órbita alrededor del planeta en este momento: la Estación Espacial Internacional (ISS) tiene una serie de partes de titanio, incluidas las tuberías, según la NASA. El Proyecto Rosetta, una empresa de investigación y archivo con el objetivo de preservar el lenguaje y el pensamiento humanos, también ha volado una pieza grabada de titanio puro fuera de la ISS, para ver cómo resiste la radiación y el entorno hostil del espacio.
  • La Tierra no es el único lugar para encontrar titanio. En 2011, un mapa satelital de la superficie de la luna reveló grupos de rocas ricas en titanio. Estas rocas a menudo contenían hasta un 10 por ciento de titanio, en comparación con el 1 por ciento que se observa típicamente en las rocas de la Tierra.
  • El titanio se puede utilizar como materia prima en la impresión 3D. En 2013, investigadores de la Organización de Investigación Científica e Industrial del Commonwealth de Australia imprimieron en 3D un par de herraduras de titanio livianas para caballos de carrera. Los zapatos eran un elegante rosa intenso.

Dióxido de titanio

Dióxido de titanio (TiO2), también llamado óxido de titanio (IV) o titania, es el óxido natural del titanio. Un pigmento blanco, dióxido de titanio se usa en pinturas (como titanio blanco o pigmento blanco 6) y protector solar debido a su capacidad para refractar la luz y absorber los rayos ultravioleta. Según el Servicio Geológico de los Estados Unidos, el 95 por ciento del titanio extraído se convierte en pigmentos de dióxido de titanio, y el 5 por ciento restante se destina a la fabricación de productos químicos, metales, carburos y recubrimientos.

El dióxido de titanio también se usa comúnmente en medicina, cosméticos y pasta de dientes, y se usa cada vez más como aditivo alimentario (como E171) para blanquear productos o hacer que se vean más opacos. Algunos de los productos alimenticios más comunes con E171 agregado incluyen glaseado, chicle, malvaviscos y suplementos.

No hay restricciones sobre el uso de dióxido de titanio en productos alimenticios. Sin embargo, un nuevo estudio en ratones, publicado en la revista Gut, muestra que las partículas de dióxido de titanio pueden ser muy dañinas para los intestinos de las personas con ciertas enfermedades inflamatorias del intestino.

Investigadores de la Universidad de Zurich en Suiza encontraron que cuando las células intestinales absorben partículas de dióxido de titanio, la mucosa intestinal de los ratones que tenían colitis se inflamó y dañó, según el comunicado de prensa del estudio.

Las enfermedades inflamatorias del intestino, como la enfermedad de Crohn y la colitis ulcerosa, han ido en aumento en los países occidentales durante muchos años. Estas condiciones se caracterizan por una reacción autoinmune extrema a la flora intestinal. Varios factores desempeñan un papel en el desarrollo de la enfermedad, incluidos los factores genéticos y ambientales, como el estilo de vida y la nutrición. Ahora, los investigadores suizos han descubierto que las nanopartículas de dióxido de titanio, que se encuentran comúnmente en la pasta de dientes y en muchos productos alimenticios, pueden exacerbar esta reacción inflamatoria en un grado aún mayor.

Además, se pueden encontrar concentraciones más altas de partículas de dióxido de titanio en la sangre de pacientes con colitis ulcerosa. Esto significa que estas partículas pueden ser absorbidas de los alimentos en ciertas condiciones de la enfermedad, explican los investigadores en el comunicado de prensa.

Aunque los hallazgos aún no se han confirmado en humanos, los investigadores sugieren que los pacientes con colitis deben evitar la ingestión de partículas de dióxido de titanio.

El titanio es un metal ligero y resistente, que se usa a menudo en maquinaria, herramientas, artículos deportivos y joyas.

El titanio es un metal ligero y resistente, que se usa a menudo en maquinaria, herramientas, artículos deportivos y joyas.

Crédito: Christian Lagerek Shutterstock

La investigación actual

El dióxido de titanio tenía una gran variedad de funciones en el mundo tecnológico, desde aplicaciones de células solares hasta sensores biocompatibles, dijo Jay Narayan, científico de materiales de la Universidad Estatal de Carolina del Norte.

En 2012, Narayan y sus colegas informaron sobre una forma de "ajustar" el dióxido de titanio, personalizándolo para aplicaciones particulares. Este material viene en dos estructuras cristalinas, llamadas "rutilo" y "anatasa", cada una de las cuales tiene sus propias propiedades y funciones. Por lo general, al dióxido de titanio le gusta estar en la fase de anatasa por debajo de 932 F (500 C) y se transforma en la fase de rutilo a temperaturas más altas.

Narayan y sus colegas cultivaron el dióxido de titanio cristal por cristal y los alinearon en una plantilla hecha de trióxido de titanio, ya que pudieron establecer la fase del material como rutilo o anatasa a temperatura ambiente, informaron en junio de 2012 en la revista Applied Letras de la física. En un salto aún mayor, los investigadores pudieron integrar este dióxido de titanio en chips de computadora.

"El óxido de titanio también es un muy buen material de sensor, por lo que si está integrado con un chip de computadora, actúa como un sensor inteligente", dijo Narayan a WordsSideKick.com. Como el sensor es parte del chip, el dispositivo puede responder de manera más rápida y eficiente que si el sensor estuviera separado y tuviera que estar conectado a la parte de cómputo del dispositivo.

Narayan dijo que llevar el producto al mercado requerirá que los costos de fabricación bajen, pero el dióxido de titanio "sintonizable" también tiene otra promesa. Al destellar el material con pulsos de láser de alta potencia, los investigadores pueden crear pequeños defectos, llamados vacantes de oxígeno, donde el material carece de moléculas de oxígeno. El material se puede usar para dividir el agua (H2O) robando el oxígeno y dejando hidrógeno, que luego se puede usar para hacer combustible de hidrógeno.

"Esta es una fuente de energía barata y limpia", dijo Narayan. Los nuevos métodos de fabricación e ingeniería están expandiendo los usos del titanio. La Oficina de Investigación Naval anunció en 2012 que se usaría un nuevo método de soldadura de titanio para producir un casco de barco de tamaño completo; La construcción es un gran avance, según la Armada, porque el titanio suele ser demasiado caro y difícil de fabricar para la construcción naval. El nuevo método, llamado soldadura por fricción, usa un pasador metálico giratorio para fundir parcialmente los bordes de dos piezas de titanio.

En medicina, los implantes de titanio se usan para reemplazar o estabilizar el hueso roto. Los implantes diminutos de titanio incluso se usan para mejorar la audición en personas con sordera. Una barra de titanio con forma de tornillo se perfora en el cráneo detrás de la oreja y se conecta a una unidad externa de procesamiento de sonido. La unidad externa capta sonidos y transmite la vibración a través del implante de titanio hacia el oído interno, evitando cualquier problema en el oído medio.

En 2010, los investigadores anunciaron el desarrollo de "Tifoam", una estructura de espuma de poliuretano saturada con polvo de titanio. De acuerdo con un estudio realizado en 2013 sobre el material en la revista Acta Biomaterialia, la estructura porosa imita al hueso humano y permite que las células óseas humanas penetren y se fusionen con el implante a medida que la persona sana.

Reporte adicional por Traci Pedersen, colaboradora de WordsSideKick.com.

Sigue a Stephanie Pappas en GorjeoGoogle+. Síguenos @wordssidekick, Facebook & Google+.

Recursos adicionales

  • Obtenga más información sobre el titanio en el Centro de Acelerador Nacional Thomas Jefferson (Jefferson Lab).
  • El Estudio Geológico de los Estados Unidos proporciona muchas estadísticas e información sobre el titanio.
  • Encuentre más datos sobre el titanio en la Royal Society of Chemistry.


Suplemento De Vídeo: Qué es el titanio. Los implantes dentales..




Investigación


La Agricultura De Precisión Obtiene Un Punto De Apoyo Global (Op-Ed)
La Agricultura De Precisión Obtiene Un Punto De Apoyo Global (Op-Ed)

El Huracán Irma Ahora Es Una Tormenta De Categoría 5: Lo Que Eso Significa
El Huracán Irma Ahora Es Una Tormenta De Categoría 5: Lo Que Eso Significa

Noticias De Ciencia


¿Los Perros 'Más Inteligentes' Realmente Sufren Más Que Los Ratones 'Más Tontos'? (Op-Ed)
¿Los Perros 'Más Inteligentes' Realmente Sufren Más Que Los Ratones 'Más Tontos'? (Op-Ed)

Un Clima Más Cálido Podría Estar Vinculado A Una Peor Salud Del Corazón
Un Clima Más Cálido Podría Estar Vinculado A Una Peor Salud Del Corazón

Un Estudio Encuentra Que La Infección Por Vph Aumenta El Riesgo De Cáncer De Piel
Un Estudio Encuentra Que La Infección Por Vph Aumenta El Riesgo De Cáncer De Piel

¿Cuáles Son Las Probabilidades De Que Te Caiga El Satélite En Caída?
¿Cuáles Son Las Probabilidades De Que Te Caiga El Satélite En Caída?

El Dueño De Un Perro Narcoléptico Obtiene Una Nueva 'Correa' En La Vida
El Dueño De Un Perro Narcoléptico Obtiene Una Nueva 'Correa' En La Vida


ES.WordsSideKick.com
Reservados Todos Los Derechos!
La Reproducción De Cualquier Permitió Sólo Prostanovkoy Enlace Activo Al Sitio ES.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ES.WordsSideKick.com