銅是日常生活中常見的金屬之一,化學符號為Cu,源自拉丁語“cyprium”,意為“來自塞浦路斯的礦石”。關於銅,有很多您可能不知道的秘密。
1.銅是人類最早開始使用的金屬
考古證據表明,早在公元前9000年,人類就開始使用天然銅。大約5000到6000年前,當時的美索不達米亞人(居住在今天的伊拉克北部)最先掌握了提取和加工銅的技術。而在中國,早在4000年前的夏朝,人們就開始使用紅銅,即經過鍛錘的天然銅。銅的低熔點(1083℃)和易加工性使其成為早期人類製造工具的最優選擇,幫助人類從石器時代過渡到青銅時代。
2.銅在中國古代很長一段時間中被當做貨幣使用
銅作為貨幣的歷史起始於春秋戰國時代(公元前770年至公元前221年),當時的各個諸侯國鑄造了多種形式的銅幣,如刀幣、布幣等。
秦始皇統一六國後,於公元前221年下令統一貨幣,推行半兩錢,這是中國歷史上第一次由中央政權統一鑄造的銅錢。
之後,漢武帝在公元前118年進一步改革貨幣制度,鑄造了五銖錢,並宣布五銖錢為當時唯一合法的貨幣。
等到了五百年後的唐朝,銅錢的使用更加普及,最著名的銅錢就是由唐高祖李淵於621年鑄造的“開元通寶”。開元通寶不僅在中國國內流通,還影響了東亞其他地區,比如日本人稱之為“和同開珎”。
3.銅是唯一呈現紅橙色的金屬單質
純銅在剛切開時呈現帶有金屬光澤的紅橙色,是唯一呈現紅橙色的金屬單質,也是唯二的非銀白色金屬單質(另一種是黃金)。這主要是因為銅原子會吸收藍綠色光,並反射其互補色紅橙色。
4.銅的氧化程度決定了銅製品的顏色
純銅呈現出獨特的紅橙色,但隨着氧化程度的增加,顏色會發生變化。例如,純度為99.50%以上的工業純銅在表面氧化後會形成一層氧化銅薄膜,呈現紫紅色。
當銅進一步氧化時,會生成綠色的碳酸銅(CuCO₃·Cu(OH)₂),也稱為銅綠。這種現象在建築物的銅屋頂上尤為常見,如美國自由女神像的綠色外觀就是由於銅的氧化。
5.銅的導電性和導熱性在金屬中均排名第二
銅的導電性和導熱性在金屬中均排名第二,僅次於銀。銅的電導率為5.96×10^7 S/m,而銀的電導率為6.3×10^7 S/m。但相比銀,銅的價格要低很多,因此銅成為了電纜、電氣和電子元件的首選材料。
在導熱性方面,銅的熱導率為401 W/(m·K),僅次於銀的429 W/(m·K)。這種高導熱性使銅在散熱器、熱交換器和鍋爐等設備中得到廣泛應用。
6.銅是一種非常穩定的金屬
銅是一種非常穩定的金屬,能夠在極端環境中保持其性能和形態。首先在物理性能方面,銅的熔點為1084.62°C,沸點為2562°C,在高溫和低溫下都不會熔化或脆化。即使在接近絕對零度的溫度下,銅仍能保持良好的導電性和延展性。
此外,銅的化學活性也比較低,在化學活性序列中僅高於銀、鉑和金。這使得銅在許多化學環境中都能抵抗腐蝕,例如在鹽水、酸和鹼中。銅的穩定性使其廣泛應用於製造船舶、潛水器和航天器等需要在惡劣條件下工作的設備。
7.銅礦儲量最高的國家
智利是全球銅礦儲量最高的國家,擁有約1.9億噸的銅儲量,佔全球總儲量的22.9%。智利的銅礦資源主要集中在北部的阿塔卡馬沙漠地區,位於這個區域的埃斯孔迪達礦是世界上最大的銅礦。智利不僅儲量豐富,還是全球最大的銅生產國,2022年銅產量達到520萬噸,貢獻了該國20%的國內生產總值(GDP)。
8.人體每天需要攝入一定量的銅
銅在人體內的含量雖然較少,約為100毫克,但它是20種酶的組成成分,分布在肌肉、骨骼等組織中。人體如果缺乏銅,會導致貧血、骨骼畸形和免疫功能異常。因此,人體每天需要攝入一定量的銅,以維持健康。世界衛生組織建議,成人每公斤體重每天應攝入0.03毫克銅。銅的主要來源包括海產品如生蚝和牡蠣,以及堅果和動物肝臟。
9.銅天然具有抗菌能力
研究表明,銅表面可以在2小時內殺滅99.9%的細菌和病毒。銅的抗菌機制主要是通過氧化還原反應產生活性氧(ROS),破壞細菌的細胞膜和DNA。這個特性使銅成為抗菌材料的理想選擇,廣泛應用於抗菌敷料、醫療器械和公共設施中。
10.銅的可回收率非常高
銅是少數可以反覆回收而不損失性能的材料之一,其可回收率非常高,幾乎可以達到100%。根據國際銅業協會的數據,目前銅的真實回收率為85%。而在我國,2023年廢銅回收量達到249萬噸,年複合增長率為3.44%,再生銅的產量也達到398萬噸。
責任編輯:李智
來源:希望之聲