铜是日常生活中常见的金属之一,化学符号为Cu,源自拉丁语“cyprium”,意为“来自塞浦路斯的矿石”。关于铜,有很多您可能不知道的秘密。
1.铜是人类最早开始使用的金属
考古证据表明,早在公元前9000年,人类就开始使用天然铜。大约5000到6000年前,当时的美索不达米亚人(居住在今天的伊拉克北部)最先掌握了提取和加工铜的技术。而在中国,早在4000年前的夏朝,人们就开始使用红铜,即经过锻锤的天然铜。铜的低熔点(1083℃)和易加工性使其成为早期人类制造工具的最优选择,帮助人类从石器时代过渡到青铜时代。
2.铜在中国古代很长一段时间中被当做货币使用
铜作为货币的历史起始于春秋战国时代(公元前770年至公元前221年),当时的各个诸侯国铸造了多种形式的铜币,如刀币、布币等。
秦始皇统一六国后,于公元前221年下令统一货币,推行半两钱,这是中国历史上第一次由中央政权统一铸造的铜钱。
之后,汉武帝在公元前118年进一步改革货币制度,铸造了五铢钱,并宣布五铢钱为当时唯一合法的货币。
等到了五百年后的唐朝,铜钱的使用更加普及,最著名的铜钱就是由唐高祖李渊于621年铸造的“开元通宝”。开元通宝不仅在中国国内流通,还影响了东亚其他地区,比如日本人称之为“和同开珎”。
3.铜是唯一呈现红橙色的金属单质
纯铜在刚切开时呈现带有金属光泽的红橙色,是唯一呈现红橙色的金属单质,也是唯二的非银白色金属单质(另一种是黄金)。这主要是因为铜原子会吸收蓝绿色光,并反射其互补色红橙色。
4.铜的氧化程度决定了铜制品的颜色
纯铜呈现出独特的红橙色,但随着氧化程度的增加,颜色会发生变化。例如,纯度为99.50%以上的工业纯铜在表面氧化后会形成一层氧化铜薄膜,呈现紫红色。
当铜进一步氧化时,会生成绿色的碳酸铜(CuCO₃·Cu(OH)₂),也称为铜绿。这种现象在建筑物的铜屋顶上尤为常见,如美国自由女神像的绿色外观就是由于铜的氧化。
5.铜的导电性和导热性在金属中均排名第二
铜的导电性和导热性在金属中均排名第二,仅次于银。铜的电导率为5.96×10^7 S/m,而银的电导率为6.3×10^7 S/m。但相比银,铜的价格要低很多,因此铜成为了电缆、电气和电子元件的首选材料。
在导热性方面,铜的热导率为401 W/(m·K),仅次于银的429 W/(m·K)。这种高导热性使铜在散热器、热交换器和锅炉等设备中得到广泛应用。
6.铜是一种非常稳定的金属
铜是一种非常稳定的金属,能够在极端环境中保持其性能和形态。首先在物理性能方面,铜的熔点为1084.62°C,沸点为2562°C,在高温和低温下都不会熔化或脆化。即使在接近绝对零度的温度下,铜仍能保持良好的导电性和延展性。
此外,铜的化学活性也比较低,在化学活性序列中仅高于银、铂和金。这使得铜在许多化学环境中都能抵抗腐蚀,例如在盐水、酸和碱中。铜的稳定性使其广泛应用于制造船舶、潜水器和航天器等需要在恶劣条件下工作的设备。
7.铜矿储量最高的国家
智利是全球铜矿储量最高的国家,拥有约1.9亿吨的铜储量,占全球总储量的22.9%。智利的铜矿资源主要集中在北部的阿塔卡马沙漠地区,位于这个区域的埃斯孔迪达矿是世界上最大的铜矿。智利不仅储量丰富,还是全球最大的铜生产国,2022年铜产量达到520万吨,贡献了该国20%的国内生产总值(GDP)。
8.人体每天需要摄入一定量的铜
铜在人体内的含量虽然较少,约为100毫克,但它是20种酶的组成成分,分布在肌肉、骨骼等组织中。人体如果缺乏铜,会导致贫血、骨骼畸形和免疫功能异常。因此,人体每天需要摄入一定量的铜,以维持健康。世界卫生组织建议,成人每公斤体重每天应摄入0.03毫克铜。铜的主要来源包括海产品如生蚝和牡蛎,以及坚果和动物肝脏。
9.铜天然具有抗菌能力
研究表明,铜表面可以在2小时内杀灭99.9%的细菌和病毒。铜的抗菌机制主要是通过氧化还原反应产生活性氧(ROS),破坏细菌的细胞膜和DNA。这个特性使铜成为抗菌材料的理想选择,广泛应用于抗菌敷料、医疗器械和公共设施中。
10.铜的可回收率非常高
铜是少数可以反复回收而不损失性能的材料之一,其可回收率非常高,几乎可以达到100%。根据国际铜业协会的数据,目前铜的真实回收率为85%。而在我国,2023年废铜回收量达到249万吨,年复合增长率为3.44%,再生铜的产量也达到398万吨。
责任编辑:李智
来源:希望之声