Museo Guggenheim di Frank Gehry a Bilbao, Spagna, è realizzato in titanio e vetro. Tim Graham/Getty Images Chiamato per i colossali Titani della mitologia greca, il titanio è, libbra per libbra, il metallo più forte sulla Terra. Anche se non è un metallo raro, è costoso a causa del costo per estrarlo e produrlo. Potresti aver sentito parlare di mazze da golf in titanio o sottomarini in titanio, ma sapevi che c'è del titanio anche nella glassa per torte bianche? Ecco sei fatti interessanti sul famoso metallo duro.
Nel lontano 1791, un mineralogista britannico dilettante e pastore della chiesa William Gregor raccolse della curiosa sabbia nera in un ruscello vicino alla città di Cornovaglia. Parte della sabbia era magnetica, che Gregor determinò fosse ossido di ferro, ma l'altro materiale era un mistero. Era sicuramente un altro ossido, ma non uno sui libri della Royal Geological Society.
chimico tedesco, Martin Heinrich Klaproth riscoprì lo strano ossido nel 1795 e gli diede il suo nome mitologico, ossido di titanio, dopo le divinità che hanno preceduto gli dei dell'Olimpo nella mitologia greca
Anche se fu scoperto alla fine del XVIII secolo, il titanio puro non fu isolato dal suo ossido fino al 1910, quando il chimico americano Matthew Hunter, lavorando per la General Electric, ha scoperto come rimuovere il metallo argenteo dal suo ossido ad alta temperatura e pressione in una "bomba" sigillata.
Le leghe di titanio (miscele di titanio e altri metalli) vantano il più alto rapporto resistenza-peso di qualsiasi metallo sul pianeta. Il titanio puro è forte come l'acciaio, ma il 45 percento più leggero.
L'impressionante rapporto resistenza-peso del titanio ha reso le leghe di titanio i materiali di riferimento per motori e corpi di aeroplani, razzi, missili — qualsiasi applicazione in cui i componenti metallici devono essere il più resistenti e leggeri possibile.
L'Airbus A380, il più grande aereo passeggeri del mondo, comprende 77 tonnellate (70 tonnellate metriche) di titanio, principalmente nei suoi enormi motori.
Grazie a un'innovazione metallurgica negli anni '30 chiamata "processo Knox, " La forgiatura commerciale del titanio è entrata in pieno svolgimento negli anni '40 e '50. La prima applicazione è stata negli aerei e nei sottomarini militari (sia americani che russi), e poi aerei commerciali negli anni '60.
La corrosione è un processo elettrochimico che distrugge lentamente la maggior parte dei metalli nel tempo. Quando i metalli sono esposti all'ossigeno, sia in aria che sott'acqua, l'ossigeno cattura gli elettroni, creando ciò che chiamiamo "ossidi" metallici. Uno degli ossidi corrosivi più comuni è l'ossido di ferro, alias ruggine.
Ma non tutti gli ossidi espongono il metallo sottostante alla corrosione. Quando il titanio entra in contatto con l'ossigeno, forma sulla sua superficie un sottile strato di biossido di titanio (TiO2). Questo strato di ossido protegge effettivamente il titanio sottostante dalla corrosione causata dalla maggior parte degli acidi, alcali, inquinamento e acqua salata.
Le proprietà anticorrosive naturali del titanio lo rendono il materiale ideale non solo per gli aerei, ma anche per componenti sottomarini esposti ad acqua salata altamente corrosiva. Le eliche delle navi sono quasi sempre realizzate in titanio, e così sono i sistemi di zavorra e tubazioni interni della nave, e hardware di bordo esposto all'acqua di mare.
Lo stesso sottile strato di biossido di titanio che protegge il titanio dalla corrosione lo rende anche il materiale più sicuro da impiantare nel corpo umano. Il titanio è completamente "biocompatibile, " il che significa che non è tossico, anallergico e può persino fondersi con tessuti e ossa umani.
Il titanio è il materiale chirurgico di elezione per gli impianti ossei e articolari, placche craniche, le radici degli impianti dentali, mollette per occhi e orecchie artificiali, valvole cardiache, fusioni spinali, e persino stint uretrali. Gli studi hanno dimostrato che gli impianti in titanio attivano il sistema immunitario del corpo per far crescere l'osso direttamente sulla superficie del titanio, un processo chiamato osteointegrazione.
Un altro motivo per cui il titanio è il punto di riferimento per le protesi d'anca e i perni per le ossa fratturate è che il titanio ha quel rapporto resistenza-peso notoriamente elevato, che mantiene gli impianti leggeri, inoltre mostra la stessa esatta elasticità dell'osso umano.
Quando il prezzo del titanio puro è sceso alla fine del XX secolo, i produttori hanno iniziato a cercare applicazioni più commerciali per questo metallo meraviglioso. La resistenza leggera del titanio lo ha reso perfetto per gli articoli sportivi.
Le primissime mazze da golf in titanio sono arrivate nei negozi a metà degli anni '90, incluso un gigantesco autista di Callaway noto come Great Big Bertha. I club erano costosi rispetto ai driver in acciaio o legno, ma il loro successo ha portato altri produttori sportivi a dilettarsi con il titanio.
Ora puoi trovare il titanio in qualsiasi attrezzatura sportiva dove peso, forza e durata sono fondamentali:racchette da tennis, bastoncini da lacrosse, sci, telai di biciclette, mazze da baseball, attrezzatura da trekking e alpinismo, Attrezzatura da campeggio, e persino ferri di cavallo per cavalli da corsa professionisti.
Solo il 5% dei 6,3 milioni di tonnellate (5,7 milioni di tonnellate) di titanio prodotti ogni anno è forgiato in metallo. La stragrande maggioranza si trasforma in biossido di titanio, lo stesso materiale che protegge naturalmente il titanio dalla corrosione. Il biossido di titanio è utilizzato in tutto il mondo come pigmento sbiancante non tossico per vernici, cosmetici, medicinali e cibo, compresa la glassa per torta bianca.
La vernice bianca veniva tinta con un pigmento a base di piombo, ma una volta conosciuti gli effetti sulla salute del piombo, il biossido di titanio ha preso il sopravvento. Si scopre che i pigmenti a base di titanio hanno alcune proprietà interessanti.
Gli imbianchini scelgono le vernici bianche a base di titanio perché sono anticorrosive e durano più a lungo. L'ossido di titanio è estremamente rifrangente, conferendogli una brillantezza naturale maggiore di un diamante e producendo una tonalità di bianco particolarmente brillante. L'ossido di titanio riflette anche la luce infrarossa, ecco perché le vernici a base di titanio vengono sempre utilizzate all'esterno degli osservatori solari per disperdere la luce infrarossa che offusca le immagini.
Ora è fantasticoL'architetto Frank Gehry ha scelto il titanio per avvolgere l'esterno dello splendido Museo Guggenheim di Bilbao, che è inguainato in 33, 000 pannelli in titanio che cambiano colore e brillantezza in diverse condizioni di luce.
