低侵襲手術におけるツリウムレーザー

ツリウム、周期表の元素69。

希土類元素の含有量が最も少ない元素であるツリウムは、主にガドリナイト、ゼノタイム、黒色希少金鉱石、モナザイトなどに他の元素と共存しています。

ツリウムとランタニドの金属元素は、自然界の非常に複雑な鉱石の中に密接に共存しています。電子構造が非常に似ているため、物理的および化学的特性も非常に似ており、抽出と分離が非常に困難になります。

1879年、スウェーデンの化学者クリフは、イッテルビウム土とスカンジウム土を分離した後に残ったエルビウム土を研究したところ、エルビウム土の原子量が一定ではないことに気づき、エルビウム土の分離を続け、最終的にエルビウム土、ホルミウム土、およびエルビウム土を分離しました。ツリウム土壌。

金属ツリウムは、銀白色で延性があり、比較的柔らかく、ナイフで切断でき、融点と沸点が高く、空気中で腐食しにくく、金属の外観を長期間維持できます。特殊な核外電子殻構造により、ツリウムの化学的性質は他のランタニド金属元素の化学的性質と非常によく似ています。塩酸に溶解すると、わずかに緑色になります。塩化ツリウム(III)、そしてその粒子が空気中で燃えることによって発生する火花は、摩擦車でも見ることができます。

ツリウム化合物には蛍光特性もあり、紫外線下で青色の蛍光を発することができ、紙幣の偽造防止ラベルの作成に使用できます。ツリウムの放射性同位体ツリウム 170 は、最も一般的に使用される 4 つの工業用放射線源の 1 つでもあり、医療および歯科用途の診断ツールとしてだけでなく、機械および電子部品の欠陥検出ツールとしても使用できます。

印象的なツリウムは、ツリウムレーザー治療技術と、その特殊な核外電子構造により生み出される型破りな新しい化学です。

ツリウムをドープしたイットリウムアルミニウムガーネットは、1930～2040nmの波長のレーザーを放射できます。このバンドのレーザーを手術に使用すると、照射部位の血液が急速に凝固し、手術創が小さく、止血性が良好です。したがって、このレーザーは前立腺や目の低侵襲手術によく使用されます。この種のレーザーは、大気中を送信する際の損失が低く、リモートセンシングや光通信に使用できます。たとえば、レーザー距離計、コヒーレントドップラー風力レーダーなどは、ツリウムドープファイバーレーザーから放射されるレーザーを使用します。

ツリウムは f 領域の非常に特殊な種類の金属であり、f 層の電子と錯体を形成するその特性は多くの科学者を魅了しています。一般にランタニド金属元素は 3 価の化合物しか生成できませんが、ツリウムは 2 価の化合物を生成できる数少ない元素の 1 つです。

1997 年、ミハイル・ボチカレフは、溶液中の二価希土類化合物に関連する反応化学の先駆けとなり、特定の条件下で二価のヨウ化ツリウム(III) が徐々に黄色がかった三価のツリウムイオンに戻る可能性があることを発見しました。この特性を利用することで、ツリウムは有機化学者にとって好ましい還元剤となる可能性があり、再生可能エネルギー、磁気技術、核廃棄物処理などの主要分野向けに特別な特性を持つ金属化合物を調製できる可能性がある。適切な配位子を選択することにより、ツリウムは特定の金属酸化還元対の形式電位を変更することもできます。ヨウ化サマリウム(II)およびテトラヒドロフランなどの有機溶媒に溶解したその混合物は、一連の官能基の一電子還元反応を制御するために有機化学者によって50年間使用されてきました。ツリウムも同様の特性を持っており、有機金属化合物を制御するその配位子の能力は驚くべきものです。複合体の幾何学的形状と軌道の重なりを操作すると、特定の酸化還元対に影響を与える可能性があります。しかし、最も希少な希土類元素であるツリウムは、コストが高いため、一時的にサマリウムに取って代わることはできませんが、それでも、型破りな新しい化学において大きな可能性を秘めています。